(57)【要約】  水性媒体に可溶性であり、必須金属をキレートするキレートコポリマー組成物、それらの調製方法および使用が開示される。キレート組成物は、２つまたはそれよりも多くの異なるモノマーであって、それらの少なくとも１つが金属結合または金属キレート活性を有するモノマーで構成されている。キレート組成物は、好適なＲＡＦＴ媒介剤を用いた可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合により合成される。また、ヒドロキシピリジノンキレート基を含むキレート組成物が記載される。キレート組成物が金属と結合する能力は、上記金属を細胞機能のために必要とする生細胞および生物の活性に影響を及ぼす。
2019526671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
必須金属に対するキレート活性を有する、水性媒体に可溶性のキレート組成物であって、
前記キレート組成物が、少なくとも第１および第２のモノマー単位から調製され、前記第１のモノマー単位が、それに組み込まれているかまたは付加されている１つまたは複数の好適な金属結合化学基を含み、
前記第１および第２のモノマー単位が、好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により重合され、
得られたキレート組成物が、生細胞または生物の環境中にある１つまたは複数の必須金属と結合し、それにより前記生細胞または生物に影響を及ぼすキレート組成物。
【請求項２】
前記１つまたは複数の好適な金属結合化学基が、カルボキシル、ヒドロキシル、フェノレート、カテコレート、ヒドロキサメート、ヒドロキシピリジノン、およびヒドロキシフェニルトリアゾール化学タイプからなる群から独立して選択される、請求項１に記載のキレート組成物。
【請求項３】
前記１つまたは複数の好適な金属結合化学基が、ヒドロキシピリジノン化学タイプであり、
【化１】
2019526671.tif 000039
式中、Ｘ、Ｙ、およびＺは、独立してＮまたはＣであり、ただし
ＸがＮである場合、ＹおよびＺはＣであり、
ＹがＮである場合、ＸおよびＺはＣであり、
ＺがＮである場合、ＸおよびＹはＣである、請求項２に記載のキレート組成物。
【請求項４】
前記第１のモノマー単位が、化合物（Ｉ）
【化２】
2019526671.tif 000040
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２である）
により表される、請求項１に記載のキレート組成物。
【請求項５】
前記化合物（Ｉ）が、化合物（Ｉａ）を、
【化３】
2019526671.tif 000041
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され
ＰＧは、保護基である）
化合物（Ｉｂ）と重合させ、
【化４】
2019526671.tif 000042
（式中、ｎは、１〜１２であり、
Ｒ４は、ＣＯＣＣＨ２Ｒ３または保護基である）
その後、
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３の場合、ＰＧを除去して、化合物（Ｉ）を得るか、または
Ｒ４が保護基の場合、Ｒ４を除去し、好適なアクリレート供給源と反応させ、ＰＧを除去して化合物（Ｉ）を得ることにより調製される、請求項４に記載のキレート組成物。
【請求項６】
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３である場合、化合物（Ｉｂ）が、好適なアクリレート供給源をアルカンジイルジアミンと反応させることにより調製される、請求項５に記載のキレート組成物。
【請求項７】
ＰＧが、ベンジルエーテル保護基である、請求項５のキレート組成物。
【請求項８】
Ｒ４が保護基である場合、前記保護基が、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル保護基である、請求項５のキレート組成物。
【請求項９】
Ｒ１が、Ｈであり
Ｒ２が、メチルであり、
Ｒ３が、メチルであり、
ｎが、１〜６である、請求項４〜８のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項１０】
前記第１のモノマー単位が、化合物（ＩＩ）
【化５】
2019526671.tif 000043
により表される、請求項９に記載のキレート組成物。
【請求項１１】
前記第２のモノマー単位が、１−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミド、メタクリル酸エチル、Ｎ−ビニルイミダゾール、およびスチレンからなる群から独立して選択される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項１２】
前記第２のモノマー単位が、１−ビニル−２−ピロリドンである、請求項１１に記載のキレート組成物。
【請求項１３】
前記第２のモノマー単位が、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドである、請求項１１に記載のキレート組成物。
【請求項１４】
前記好適な付加開裂連鎖移動剤が、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸エチルエステルおよび２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸からなる群から独立して選択される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項１５】
前記付加開裂連鎖移動剤の残基が、重合後に前記キレート組成物から全部または部分的に除去される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項１６】
前記キレート組成物が、交互型、周期型、ジブロック型、トリブロック型、およびマルチブロック型からなる群から独立して選択される１つまたは複数の異なる構造アーキテクチャを含み、直鎖形、分岐鎖形、ブラシ形、櫛形、星形からなる群から独立して選択される１つまたは複数の形態を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項１７】
前記キレート組成物が、１５００ダルトン付近の下限分子量を有し、前記金属との結合前に水性媒体に依然として可溶性である限り、上限分子量を有さない、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項１８】
前記必須金属が、必須遷移系列金属である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項１９】
前記必須金属が、鉄、マンガン、銅、コバルト、マグネシウム、またはニッケルである、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項２０】
前記必須金属が鉄である、請求項１９に記載のキレート組成物。
【請求項２１】
前記生細胞または生物は、その使用に利用可能な前記必須金属の量が不十分であることにより、その増殖または活性が影響を受ける、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項２２】
魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するための、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のキレート組成物の使用であって、前記疾患が、１つもしくは複数の細胞または前記１つもしくは複数の細胞の活性により引き起こされ、前記疾患を引き起こす前記１つまたは複数の細胞が、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である使用。
【請求項２３】
魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するための薬剤を製造するための、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のキレート組成物の使用であって、前記疾患が、１つもしくは複数の細胞または前記１つもしくは複数の細胞の活性により引き起こされ、前記疾患を引き起こす前記１つまたは複数の細胞が、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である使用。
【請求項２４】
前記キレート組成物が、前記動物に投与するためのものである、請求項２２または２３に記載の使用。
【請求項２５】
前記キレート組成物が、抗細胞剤と共に投与するためのものであり、前記抗細胞剤が、抗微生物剤、抗代謝剤、抗ウイルス剤、抗寄生生物剤、または抗がん剤の１つまたは複数である、請求項２４に記載の使用。
【請求項２６】
治療有効量の請求項１〜２１のいずれか一項に記載のキレート組成物を投与することにより、魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するための方法であって、前記疾患が、１つもしくは複数の細胞または前記１つもしくは複数の細胞の活性により引き起こされ、前記疾患を引き起こす前記１つまたは複数の細胞が、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である方法。
【請求項２７】
前記キレート組成物が、抗細胞剤と共に投与され、前記抗細胞剤が、抗微生物剤、抗代謝剤、抗ウイルス剤、抗寄生生物剤、または抗がん剤の１つまたは複数である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載のキレート組成物および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物。
【請求項２９】
抗細胞剤および／または抗微生物保存剤をさらに含む、請求項２８に記載の医薬組成物。
【請求項３０】
化合物（Ｉ）
【化６】
2019526671.tif 000044
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２である）
により表される金属結合化合物であって、
化合物（Ｉ）が、化合物（Ｉａ）を、
【化７】
2019526671.tif 000045
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ＰＧは、保護基である）
化合物（Ｉｂ）と、
【化８】
2019526671.tif 000046
（式中、ｎは、１〜１２であり、
Ｒ４は、ＣＯＣＣＨ２Ｒ３または保護基である）
好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により重合させ、その後、
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３の場合、ＰＧを除去して、化合物（Ｉ）を得るか、または
Ｒ４が保護基の場合、Ｒ４を除去し、好適なアクリレート供給源と反応させ、ＰＧを除去して化合物（Ｉ）を得ることにより調製され、
化合物（Ｉ）が、１つまたは複数の必須金属と結合する、金属結合化合物。
【請求項３１】
Ｒ１が、Ｈであり
Ｒ２が、メチルであり、
Ｒ３が、メチルであり、
ｎが、１〜６である、請求項３０に記載の金属結合化合物。
【請求項３２】
ｎが、少なくとも２である、請求項３０または３１に記載の金属結合化合物。
【請求項３３】
前記第１のモノマー単位が、化合物（ＩＩＩ）
【化９】
2019526671.tif 000047
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２であり、
ＰＧは、保護基である）
により表される、請求項１に記載のキレート組成物。
【請求項３４】
ＰＧが、重合後に好適な手段により除去される、請求項３３に記載のキレート組成物。
【請求項３５】
ｎが、少なくとも２である、請求項１〜２１および３３〜３４のいずれか一項に記載のキレート組成物。
【請求項３６】
必須金属に対するキレート活性を有し、水性媒体に可溶性のキレート組成物を調製するための方法であって、
それに組み込まれているかまたは付加されている１つまたは複数の好適な金属結合化学基を含む第１のモノマー単位を準備すること、および
前記第１のモノマー単位を、好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により、少なくとも第２のモノマー単位と重合させることを含み、
得られたキレート組成物が、生細胞または生物の環境中にある１つまたは複数の必須金属と結合し、それにより前記生細胞または生物に影響を及ぼす方法。
【請求項３７】
前記１つまたは複数の好適な金属結合化学基が、カルボキシル、ヒドロキシル、フェノレート、カテコレート、ヒドロキサメート、ヒドロキシピリジノン、およびヒドロキシフェニルトリアゾール化学タイプからなる群から独立して選択される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記１つまたは複数の好適な金属結合化学基が、ヒドロキシピリジノン化学タイプであり、
【化１０】
2019526671.tif 000048
式中、Ｘ、Ｙ、およびＺは、独立してＮまたはＣであり、ただし
ＸがＮである場合、ＹおよびＺはＣであり、
ＹがＮである場合、ＸおよびＺはＣであり、
ＺがＮである場合、ＸおよびＹはＣである、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１のモノマー単位が、化合物（Ｉ）
【化１１】
2019526671.tif 000049
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎが、１〜１２である）
により表される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記化合物（Ｉ）が、化合物（Ｉａ）を
【化１２】
2019526671.tif 000050
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ＰＧは、保護基である）
化合物（Ｉｂ）と重合させ、
【化１３】
2019526671.tif 000051
（式中、ｎは、１〜１２であり、
Ｒ４は、ＣＯＣＣＨ２Ｒ３または保護基である）
その後、
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３の場合、ＰＧを除去して、化合物（Ｉ）を得るか、または
Ｒ４が保護基の場合、Ｒ４を除去し、好適なアクリレート供給源と反応させ、ＰＧを除去して化合物（Ｉ）を得ることにより調製される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３である場合、化合物（Ｉｂ）が、好適なアクリレート供給源をアルカンジイルジアミンと反応させることにより調製される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
ＰＧが、ベンジルエーテル保護基である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
Ｒ４が保護基である場合、前記保護基が、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル保護基である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
Ｒ１が、Ｈであり
Ｒ２が、メチルであり、
Ｒ３が、メチルであり、
ｎが、１〜６である、請求項３９〜４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１のモノマー単位が、化合物（ＩＩ）
【化１４】
2019526671.tif 000052
により表される、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第２のモノマー単位が、１−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミド、メタクリル酸エチル、Ｎ−ビニルイミダゾール、およびスチレンからなる群から独立して選択される、請求項３６〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記第２のモノマー単位が、１−ビニル−２−ピロリドンである、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記第２のモノマー単位が、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドである、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記好適な付加開裂連鎖移動剤が、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸エチルエステルおよび２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸からなる群から独立して選択される、請求項３６〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記付加開裂連鎖移動剤の残基が、重合後に前記キレート組成物から全部または部分的に除去される、請求項３６〜４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１のモノマー単位が、化合物（ＩＩＩ）
【化１５】
2019526671.tif 000053
（式中、Ｒ１は、ＨおよびＣ１〜３アルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、ＨおよびＣ１〜３アルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１〜３アルキル、およびＯまたはＮで置換されているＣ１〜３アルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２であり、
ＰＧは、保護基である）
により表される、請求項３６に記載の方法。
【請求項５２】
ＰＧが、重合後に好適な手段により除去される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
ｎが、少なくとも２である、請求項３９〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水性媒体に可溶性である金属キレートポリマー組成物に関する。また、本発明は、鉄を隔離し、標的とされている細胞への鉄の取込みを防止、阻害、または低減する金属キレート組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄は、生細胞の生理および代謝の多数の必須局面に必要とされており、他の金属に置き換えることができない。上記細胞は、ヒトにより使用されることが意図されている製品中の腐敗を引き起こす微生物であるか、またはヒトおよび魚を含む動物に疾患を引き起こすことが可能な体内にある微生物病原体（細菌性、真菌性、寄生生物性）もしくは病原性動物がん細胞などの病原性細胞であるかを問わない。このような鉄の必須要求性の唯一の既知の例外は、ある非病原性乳酸桿菌の場合である。
【０００３】
したがって、この一般に普遍的な鉄要求性は、細胞の増殖を妨害または停止させるための新しい手段の有用な標的であり得る。現在に至るも、必要とされる特徴を有する好適な化学化合物が欠如しているため、細胞の鉄栄養に影響を及ぼすための進歩は限定的なもの過ぎない。細菌細胞、真菌細胞、寄生生物細胞、および動物細胞は、通常、細胞膜／外部環境の境界で作用する種々の鉄の取込み機序の１つまたは複数を有し、こうした細胞機序は、本質的に、細胞内で使用するために鉄を外部環境から内部移行させる役目を果たす。
【０００４】
表面受容体／還元／輸送系による鉄の還元は、好気性環境では大部分が不溶性のＦｅ３＋である鉄を、より可溶性のＦｅ２＋形態にするために重要である。この機序は、ほとんどの細菌細胞、真菌細胞、および動物細胞に見出される。病原性細菌および酵母は、一般に、複数の鉄の取込み機序を有するが、動物細胞は、微生物型シデロフォアを産生または使用しない。シデロフォアは、主に微生物細胞により産生されるキレート化合物である。脊椎動物細胞は、シデロフォアを使用するのではなく、典型的には動物の肝細胞により産生され、循環して、鉄を腸から血流を介して体内のあらゆる他の細胞へと行き来させるタンパク質トランスフェリンを使用する。ある病原性微生物は、トランスフェリンＦｅと結合し、トランスフェリン分子を細胞内に取り込まずに、膜にてトランスフェリンＦｅをシャトル運搬体へと転送することにより、トランスフェリンＦｅを使用する能力を発達させてきた。他の細菌および真菌は、微生物細胞および動物細胞により産生される別の鉄運搬化合物であるヘムを取り込むことができる。一部の病原性微生物は、受容体／輸送系によりヘムを細胞内へと直接取り込むことができ、その後、細胞は、ヘム鉄を内部で使用する。種々の細菌および真菌は、細胞表面シャトル系でヘムから鉄を取り出すことにより、他の微生物が産生した種々の異種性シデロフォアを使用することができる。一部の細胞では、異種性シデロフォアまたはトランスフェリンから鉄を取り出す際に、鉄還元機序が役割を果たし得る可能性がある。種々の細菌性および真菌性病原体は、鉄の必要性に応じてそれら自体の自己シデロフォアを産生し、それらを細胞外環境へと分泌し、その後シデロフォアを、キレートされた鉄と共に外部環境から再び取り込む。寄生動物の細胞は、あまり研究されていないが、一部はヘムを取得することが知られており、真菌細胞または動物細胞などの他の真核細胞と類似した取得機序を使用する可能性が高い。
【０００５】
水性媒体に可溶性である金属キレートコポリマー組成物は、以前に特許文献１に開示されており（参照により本明細書に組み込まれる）、この文献に記載されている組成物は、１つまたは複数の必須金属および任意選択で微量金属をキレートするのに好適である。この文献に記載されているキレート組成物は、水性媒体に可溶性であり、１つまたは複数の好適な金属結合化学基で構成されており、金属結合化学基は、金属結合第１モノマー単位を含むモノマー基の部分であり、このモノマー基は、第２のモノマー基と混合され、得られるコポリマーが依然として水性媒体に可溶性であり、金属キレート活性を有するように、２つのモノマー基が重合されることを含む。特許文献１には、上記で概説した組成物の好ましい実施形態としては、金属結合第１モノマー単位が、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）であり、第２のモノマーは、１−ビニル−２−ピロリドンまたはＮ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドのいずれかであり、最終キレート組成物は、第１および第２のモノマー基の直鎖可溶性コポリマーである組成物が挙げられることがさらに開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記に記載されている第１および第２のモノマーの共重合は、予期せぬ問題を提示する。こうした問題は、部分的には、重合反応における不完全なモノマー使用に関連しており、未反応量のモノマー、特に第１の金属結合モノマーＭＡＨＭＰが残留する場合がある。さらに、この以前に開示された組成物の重合は、同じ反応で広範囲の分子量の組成物を生成した。
【０００７】
動物には、一般に、より狭い重量分布を有するキレート組成物の使用が有益だろう。特に動物の身体上または身体内での医学的応用の場合、ポリマー性金属結合組成物の使用は、特定の好ましいサイズ範囲のポリマー性組成物から利益を得ることになるか、またはある応用ではそれが必要とされる場合がある。例えば、皮膚または他の身体表面領域への局所塗布の場合、塗布部位にまたはその付近に組成物を保持し易くするために、比較的高分子量の組成物がより有用であり得るが、身体内での全身性使用の場合、より良好な全身分布を可能にし、最終的には体内から組成物が排出されることを可能にするために、比較的低分子量の組成物が有用であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／００３８６０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
重合中にモノマー単位をより効果的におよび完全に使用して、最終キレート組成物を生成することが望ましいだろう。また、キレート組成物の分子量、および特にキレート組成物分子の集団のより高い均一性を、より効果的に制御することが望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
水性媒体に可溶性であり、必須金属をキレートするキレートコポリマー組成物が、それらの調製方法およびそれらの使用と共に提供される。キレート組成物は、２つまたはそれよりも多くの異なるモノマーであって、それらの少なくとも１つが金属結合または金属キレート活性を有するモノマーから調製することができる。キレート組成物は、好適なＲＡＦＴ媒介剤を用いた可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合により合成することができる。また、本明細書には、ヒドロキシピリジノン金属結合基を含むキレート組成物が記載されており、ある実施形態では、ヒドロキシピリジノンは、任意選択で、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンであってもよい。キレート組成物が金属と結合する能力を活用して、そうした金属を細胞機能のために必要とする生細胞および／または生物の活性に影響を及ぼすことができる。
【００１１】
本発明の態様によると、必須金属に対するキレート活性を有し、水性媒体に可溶性のキレート組成物であって、
キレート組成物が、少なくとも第１および第２のモノマー単位から調製され、第１のモノマー単位が、それに組み込まれているかまたは付加されている１つまたは複数の好適な金属結合化学基を含み、
第１および第２のモノマー単位が、好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により重合され、
得られたキレート組成物が、生細胞または生物の環境中にある１つまたは複数の必須金属と結合し、それにより生細胞または生物に影響を及ぼすキレート組成物が提供される。
【００１２】
上記で概説したキレート組成物のさらなる実施形態では、１つまたは複数の好適な金属結合化学基は、カルボキシル、ヒドロキシル、フェノレート、カテコレート、ヒドロキサメート、ヒドロキシピリジノン、およびヒドロキシフェニルトリアゾール化学タイプからなる群から独立して選択される。
【００１３】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、１つまたは複数の好適な金属結合化学基は、ヒドロキシピリジノン化学タイプであり、
【化１】
2019526671.tif 000003
式中、Ｘ、Ｙ、およびＺは、独立してＮまたはＣであり、ただし
ＸがＮである場合、ＹおよびＺはＣであり、
ＹがＮである場合、ＸおよびＺはＣであり、
ＺがＮである場合、ＸおよびＹはＣである。
【００１４】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（Ｉ）により表される。
【化２】
2019526671.tif 000004
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２である）
【００１５】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、化合物（Ｉ）は、化合物（Ｉａ）を
【化３】
2019526671.tif 000005
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ＰＧは、保護基である）
化合物（Ｉｂ）と重合させ、
【化４】
2019526671.tif 000006
（式中、ｎは、１〜１２であり、
Ｒ４は、ＣＯＣＣＨ２Ｒ３または保護基である）
その後、
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３の場合、ＰＧを除去して化合物（Ｉ）を得るか、または
Ｒ４が保護基の場合、Ｒ４を除去し、好適なアクリレート供給源と反応させ、ＰＧを除去して化合物（Ｉ）を得ることにより調製される。
【００１６】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３である場合、化合物（Ｉｂ）は、好適なアクリレート供給源をアルカンジイルジアミンと反応させることにより調製される。
【００１７】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、ＰＧは、ベンジルエーテル保護基である。
【００１８】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、Ｒ４が保護基である場合、保護基は、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル保護基である。
【００１９】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、
Ｒ１は、Ｈであり
Ｒ２は、メチルであり、
Ｒ３は、メチルであり、
ｎは、１〜６である。
【００２０】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（ＩＩ）により表される。
【化５】
2019526671.tif 000007
【００２１】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、第２のモノマー単位は、１−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミド、メタクリル酸エチル、Ｎ−ビニルイミダゾール、およびスチレンからなる群から独立して選択される。
【００２２】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、第２のモノマー単位は、１−ビニル−２−ピロリドンである。
【００２３】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、第２のモノマー単位は、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドである。
【００２４】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、好適な付加開裂連鎖移動剤は、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸エチルエステルおよび２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸からなる群から独立して選択される。
【００２５】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、付加開裂連鎖移動剤の残基は、重合後にキレート組成物から全部または部分的に除去される。
【００２６】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、キレート組成物は、交互型、周期型、ジブロック型、トリブロック型、およびマルチブロック型からなる群から独立して選択される１つまたは複数の異なる構造アーキテクチャを含み、直鎖形、分岐鎖形、ブラシ形、櫛形、星形からなる群から独立して選択される１つまたは複数の形態を含む。
【００２７】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、キレート組成物は、１５００ダルトン付近の下限分子量を有し、金属との結合前に水性媒体に依然として可溶性である限り、上限分子量を有さない。
【００２８】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、必須金属は、必須遷移系列金属である。
【００２９】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、必須金属は、鉄、マンガン、銅、コバルト、マグネシウム、またはニッケルである。
【００３０】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、必須金属は鉄である。
【００３１】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、生細胞または生物は、その使用に利用可能な必須金属の量が不十分であることにより、その増殖または活性が影響を受ける。
【００３２】
本発明の態様によると、魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するための、上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物の使用であって、疾患が、１つもしくは複数の細胞または１つもしくは複数の細胞の活性により引き起こされ、疾患を引き起こす１つまたは複数の細胞が、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である使用が提供される。
【００３３】
本発明の態様によると、魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するための薬剤を製造するための、上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物の使用であって、疾患が、１つもしくは複数の細胞または１つもしくは複数の細胞の活性により引き起こされ、疾患を引き起こす１つまたは複数の細胞が、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である使用が提供される。
【００３４】
上記で概説した使用のさらなる実施形態では、キレート組成物は、動物に投与するためのものである。
【００３５】
上記で概説した使用のさらなる実施形態では、キレート組成物は、抗細胞剤と共に投与するためのものであり、抗細胞剤は、抗微生物剤、抗代謝剤、抗ウイルス剤、抗寄生生物剤、または抗がん剤の１つまたは複数である。
【００３６】
本発明の態様によると、治療有効量の上記で概説したキレート組成物を投与することにより、魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するため方法であって、疾患が、１つもしくは複数の細胞または１つもしくは複数の細胞の活性により引き起こされ、疾患を引き起こす１つまたは複数の細胞が、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である方法が提供される。
【００３７】
上記で概説した方法のさらなる実施形態では、キレート組成物は、抗細胞剤と共に投与され、抗細胞剤は、抗微生物剤、抗代謝剤、抗ウイルス剤、抗寄生生物剤、または抗がん剤の１つまたは複数である。
【００３８】
本発明の態様によると、上記で概説したキレート組成物および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物が提供される。
【００３９】
本発明の態様によると、上記で概説したキレート組成物ならびに抗細胞剤および／または抗微生物保存剤を含む医薬組成物が提供される。
【００４０】
本発明の態様によると、化合物（Ｉ）
【化６】
2019526671.tif 000008
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２である）
により表される金属結合化合物であって、
化合物（Ｉ）が、化合物（Ｉａ）を
【化７】
2019526671.tif 000009
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ＰＧは、保護基である）
化合物（Ｉｂ）と、
【化８】
2019526671.tif 000010
（式中、ｎは、１〜１２であり、
Ｒ４は、ＣＯＣＣＨ２Ｒ３または保護基である）
好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により重合させ、その後、
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３の場合、ＰＧを除去して、化合物（Ｉ）を得るか、または
Ｒ４が保護基の場合、Ｒ４を除去し、好適なアクリレート供給源と反応させ、ＰＧを除去して化合物（Ｉ）を得ることにより調製され、
化合物（Ｉ）が、１つまたは複数の必須金属と結合する、金属結合化合物が提供される。
【００４１】
上記で概説した金属結合化合物のさらなる実施形態では、
Ｒ１は、Ｈであり
Ｒ２は、メチルであり、
Ｒ３は、メチルであり、
ｎは、１〜６である。
【００４２】
上記で概説した１つまたは複数のキレート組成物のさらなる実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（ＩＩＩ）により表される。
【化９】
2019526671.tif 000011
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２であり、
ＰＧは、保護基である）
【００４３】
上記で概説したキレート組成物のさらなる実施形態では、ＰＧは、重合後に好適な手段により除去される。
【００４４】
本発明の態様によると、必須金属に対するキレート活性を有し、水性媒体に可溶性のキレート組成物を調製するための方法であって、
それに組み込まれているかまたは付加されている１つまたは複数の好適な金属結合化学基を含む第１のモノマー単位を準備すること、および
第１のモノマー単位を、好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により、少なくとも第２のモノマー単位と重合させることを含み、
得られたキレート組成物が、生細胞または生物の環境中にある１つまたは複数の必須金属と結合し、それにより生細胞または生物に影響を及ぼす方法が提供される。
【００４５】
上記で概説した方法のさらなる実施形態では、１つまたは複数の好適な金属結合化学基は、カルボキシル、ヒドロキシル、フェノレート、カテコレート、ヒドロキサメート、ヒドロキシピリジノン、およびヒドロキシフェニルトリアゾール化学タイプからなる群から独立して選択される。
【００４６】
上記で概説した方法のさらなる実施形態では、１つまたは複数の好適な金属結合化学基は、ヒドロキシピリジノン化学タイプであり、
【化１０】
2019526671.tif 000012
式中、Ｘ、Ｙ、およびＺは、独立してＮまたはＣであり、ただし
ＸがＮである場合、ＹおよびＺはＣであり、
ＹがＮである場合、ＸおよびＺはＣであり、
ＺがＮである場合、ＸおよびＹはＣである。
【００４７】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（Ｉ）により表される。
【化１１】
2019526671.tif 000013
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２である）
【００４８】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、化合物（Ｉ）は、化合物（Ｉａ）を
【化１２】
2019526671.tif 000014
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ＰＧは、保護基である）
化合物（Ｉｂ）と重合させ、
【化１３】
2019526671.tif 000015
（式中、ｎは、１〜１２であり、
Ｒ４は、ＣＯＣＣＨ２Ｒ３または保護基である）
その後、
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３の場合、ＰＧを除去して、化合物（Ｉ）を得るか、または
Ｒ４が保護基の場合、Ｒ４を除去し、好適なアクリレート供給源と反応させ、ＰＧを除去して化合物（Ｉ）を得ることにより調製される。
【００４９】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３である場合、化合物（Ｉｂ）は、好適なアクリレート供給源をアルカンジイルジアミンと反応させることにより調製される。
【００５０】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、ＰＧはベンジルエーテル保護基である。
【００５１】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、Ｒ４が保護基である場合、保護基は、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル保護基である。
【００５２】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、
Ｒ１は、Ｈであり
Ｒ２は、メチルであり、
Ｒ３は、メチルであり、
ｎは、１〜６である。
【００５３】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（ＩＩ）により表される。
【化１４】
2019526671.tif 000016
【００５４】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、第２のモノマー単位は、１−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミド、メタクリル酸エチル、Ｎ−ビニルイミダゾール、およびスチレンからなる群から独立して選択される。
【００５５】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、第２のモノマー単位は、１−ビニル−２−ピロリドンである。
【００５６】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、第２のモノマー単位は、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドである。
【００５７】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、好適な付加開裂連鎖移動剤は、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸エチルエステルおよび２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸からなる群から独立して選択される。
【００５８】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、付加開裂連鎖移動剤の残基は、重合後に全部または部分的にキレート組成物から除去される。
【００５９】
上記で概説した１つまたは複数の方法のさらなる実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（ＩＩＩ）により表される。
【化１５】
2019526671.tif 000017
（式中、Ｒ１は、ＨおよびＣ１〜３アルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、ＨおよびＣ１〜３アルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１〜３アルキル、およびＯまたはＮで置換されているＣ１〜３アルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２であり、
ＰＧは、保護基である）
【００６０】
上記で概説した方法のさらなる実施形態では、ＰＧは、重合後に好適な手段により除去される。
【００６１】
上記で概説した組成物、化合物、および方法のさらなる実施形態では、ｎは、少なくとも２である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（従来技術）実施例１に詳述されているように、重要中間体１−アミノエチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＡＨＭＰ）の調製を介して、キレート組成物を調製するために有用な３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ、化合物（ＩＩ））キレートモノマーの従来合成の全体的化学合成順序を示す図である。
【図２Ａ】実施例２に詳述されているように、従来の重要中間体１−アミノエチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＡＨＭＰ）を調製する必要なく、キレート組成物を調製するために有用な３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ、化合物（ＩＩ））キレートモノマーの新規合成の全体的化学合成順序を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの構造ｂの２つの代替的合成スキーム（経路ＡおよびＢ）を示す図である。
【図３】実施例３に詳述されている、ＭＡＨＭＰ−アクリルアミドまたは−ピロリドンコポリマーキレート組成物のＭＡＨＭＰ含有量のプロトン核磁気共鳴（１Ｈ  ＮＭＲ）分光法検量線を示す図である。
【図４】（従来技術）実施例４の手順により実施される、コポリマーキレート組成物の従来のフリーラジカル重合（ＦＲＰ）反応順序を示す図である。
【図５】実施例５の手順に記載されている、キレートコポリマー組成物の鉄結合特性を測定する際に得られたデータのグラフである。
【図６】実施例７に記載されている、相対分子量を含む物理的特性を示すキレートコポリマー組成物の特徴付けから得られたデータのグラフである。
【図７】（従来技術）実施例８に記載されている、ＦＲＰプロセスを使用した金属キレートアクリルアミドコポリマー組成物の合成スキームである。
【図８】実施例９に記載されている、化学開始剤ＡＰＳの前に重合促進剤ＴＭＥＤＡが添加される、逆添加によるＦＲＰプロセスを使用した、金属キレートアクリルアミドコポリマー組成物の合成スキームである。
【図９】実施例９に記載されている、ＲＡＦＴ剤ＲＡＦＴ−３、ＲＡＦＴ−４、およびＲＡＦＴ−５の合成スキームを示す図である。
【図１０Ａ】実施例１１に記載されている、ＲＡＦＴ重合手順を使用した金属キレート組成物ＭＡＨＭＰ−アクリルアミドコポリマーの化学合成スキームを示す図である。
【図１０Ｂ】実施例１１に記載されている、ＲＡＦＴ重合手順を使用した金属キレート組成物ＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマーの化学合成スキームを示す図である。
【図１１Ａ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＦＲＰ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）および１−ビニル−２−ピロリドンで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１１Ｂ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＲＡＦＴ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）および１−ビニル−２−ピロリドンで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１２Ａ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＦＲＰ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）および１−ビニル−２−ピロリドンで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１２Ｂ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＲＡＦＴ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）および１−ビニル−２−ピロリドンで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１３Ａ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＲＡＦＴ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）と、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドとで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１３Ｂ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＲＡＦＴ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）と、１−ビニル−２−ピロリドンとで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１３Ｃ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＲＡＦＴ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）と、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドとで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１３Ｄ】実施例１３に示されている手順により特徴付けられるＲＡＦＴ重合手順により調製された、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）と、１−ビニル−２−ピロリドンとで構成されているキレート組成物の分子量分布の比較を示す図である。
【図１４】実施例１４に記載されている、ＲＡＦＴ剤の使用によるＲＡＦＴ媒介性機序により製作されたキレート組成物からＲＡＦＴ剤の一部分を除去するために使用される例示的な手順を示す図である。
【図１５Ａ】Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミドを合成するための例示的な手順を示す図である。
【図１５Ｂ】実施例１６に記載されている、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンを形成するための基本スキームを示す図である。
【図１５Ｃ】実施例１６に記載されている、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンを形成するための基本スキームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
本明細書には、水性媒体または有機媒体に可溶性のキレート組成物、それらの調製方法、およびそれらの使用を例示する実施形態が記載されている。本明細書に記載されている実施形態および例は、当業者を念頭においた例示目的のためのものであり、いかなる点でも限定することは意図されていないことが理解されるだろう。本開示の全体にわたって実施形態または例への参照はすべて、例示的で非限定的な実施形態、または例示的で非限定的な例への参照とみなされるべきである。
【００６４】
本発明の実施形態によると、必須金属に対するキレート活性を有する水性または有機媒体に可溶性である組成物が提供される。
【００６５】
本発明の実施形態によると、必須金属に対するキレート活性を有する水性または有機媒体に可溶性である組成物を調製するための方法が提供される。
【００６６】
本発明の状況では、必須金属に対するキレート活性は、鉄を含む遷移金属を隔離する能力を包含する。これは、遷移金属がキレート組成物により隔離されている間、標的とされている細胞による遷移金属の取込みを防止する能力も包含することができる。この点に関して、キレート組成物は、キレートされた金属が潜在的にもはや細胞または生物の正常な金属取得機序に容易に接近可能ではなくなるように、生細胞または生物の環境中にある鉄および／または他の必須金属をキレートすることができる。
【００６７】
本発明は、必須金属に対するキレート活性を有し、少なくとも第１および第２のモノマー単位から調製される、水性媒体に可溶性のキレート組成物であって、第１のモノマー単位は、それに組み込まれているかまたは付加されている１つまたは複数の好適な金属結合化学基を含む。第１および第２のモノマー単位は、好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）機序により重合される。得られるポリマー組成物は、コポリマー組成物と呼ばれる。
【００６８】
また、本発明は、必須金属に対するキレート活性を有し、水性媒体に可溶性のキレート組成物を調製するための方法を提供する。本方法は、それに組み込まれているかまたは付加されている１つまたは複数の好適な金属結合化学基を含む第１のモノマー単位を提供すること、および好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により、第１のモノマー単位を少なくとも第２のモノマー単位と重合させることを含む。得られたキレート組成物は、生細胞または生物の環境中にある１つまたは複数の必須金属と結合し、それにより生細胞または生物に影響を及ぼす。
【００６９】
ＲＡＦＴ重合は、フリーラジカル重合（ＦＲＰ）と比較して、重合に対するより高度な制御が達成されるリビング型の重合とみなされる。本発明の状況では、ＲＡＦＴ重合を使用することにより、ＦＲＰと比較して、得られる産物の品質および収率を向上させることができる。ＲＡＦＴ重合は、典型的には調製が難しくなると共にコストがより高くなる第１のモノマー単位の、より効率的な使用およびポリマーへの組込みを可能にする。得られるポリマーに第１のモノマー単位を効率的に組み込む能力は、重合反応の全収率を大きく向上させる。加えて、ＲＡＦＴ重合は、重合中に分子量の制御を可能にし、多分散指数（ＰＤＩ）が１に接近することをもたらし、それは、得られた重合化合物の分子量の分布範囲が狭いことにより特徴付けられる。
【００７０】
ＲＡＦＴ重合では、重合反応自体に参加し、ラジカル移動速度を効率的に制御して、より均一な重合を媒介する、ＲＡＦＴ剤としても知られている好適な付加開裂連鎖移動剤が使用される。幅広く様々な付加開裂連鎖移動剤が当技術分野で公知であり、それらは、一般に商業的に入手可能であり、非水溶媒系での重合に使用されることが多い。１つの実施形態では、付加開裂連鎖移動剤は、水性媒体で可溶性および活性であり、つまり水性の調製された金属キレートコポリマーを得るための水系での重合におけるラジカル移動に参加することが可能である。別の実施形態では、付加開裂連鎖移動剤は、有機媒体に可溶性である。この実施形態では、重合は、有機溶媒中で実施することができ、重合された産物をさらに処理して水性媒体に可溶性にすることができる。しかしながら、本発明のキレート組成物の重合は、得られるキレート組成物産物が、使用する水性媒体に実質的に可溶性であれば、有機溶媒などの非水性媒体でも実施することができることに留意すべきである。一般に、付加開裂連鎖移動剤は、下記の構造による表される３つのクラスに分類される： 
【化１６】
2019526671.tif 000018
【００７１】
本発明は、これらクラスのおよび任意の他のクラスの作用剤の任意の好適な付加開裂連鎖移動剤の使用を企図する。
【００７２】
ＲＡＦＴ化学プロセスは、当技術分野で周知であり、ホモポリマー材料を含む種々のポリマー材料の調製し、その後それらを化学的に修飾し（つまり重合後修飾）、化学基を含む金属結合ピリジノン化学基を化学コンジュゲーションにより付加するために使用されている（Ｊｕｎｐｅｉ  Ｌｉら、Ｐｏｌｙｍｅｒ、２０１６年、８７巻、６４〜７２頁、参照により本明細書に組み込まれる）。しかしながら、ＲＡＦＴプロセスは、１つまたは複数の非キレートモノマーと直接共重合させる場合、金属キレートモノマー単位を用いて調製されるコポリマー組成物には適用されていない。
【００７３】
キレート組成物およびその調製方法の実施形態では、１つまたは複数の好適な金属結合化学基は、カルボキシル、ヒドロキシル、フェノレート、カテコレート、ヒドロキサメート、ヒドロキシピリジノン、およびヒドロキシフェニルトリアゾール化学タイプからなる群から独立して選択される。
【００７４】
特定の実施形態では、１つまたは複数の好適な金属結合化学基は、ヒドロキシピリジノン化学タイプであり、
【化１７】
2019526671.tif 000019
式中、Ｘ、Ｙ、およびＺは、独立してＮまたはＣであり、ただし
ＸがＮである場合、ＹおよびＺはＣであり、
ＹがＮである場合、ＸおよびＺはＣであり、
ＺがＮである場合、ＸおよびＹはＣである。
【００７５】
キレート組成物およびその調製方法のさらなる実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（Ｉ）により表される。
【化１８】
2019526671.tif 000020
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２である）
【００７６】
化合物（Ｉ）は、化合物（Ｉａ）を、
【化１９】
2019526671.tif 000021
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ＰＧは、保護基である）
化合物（Ｉｂ）と、
【化２０】
2019526671.tif 000022
（式中、ｎは、１〜１２であり、
Ｒ４は、ＣＯＣＣＨ２Ｒ３または保護基である）
好適な付加開裂連鎖移動剤の使用による可逆的付加開裂連鎖移動機序により重合させることにより調製することができる。
【００７７】
化合物（Ｉ）の調製は、
Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３の場合、ＰＧを除去することにより、または
Ｒ４が保護基の場合、Ｒ４を除去し、好適なアクリレート供給源と反応させ、ＰＧを除去することにより完了する。
【００７８】
化合物（Ｉｂ）の調製では、Ｒ４がＣＯＣＣＨ２Ｒ３である場合、化合物（Ｉｂ）は、好適なアクリレート供給源をアルカンジイルジアミンと反応させることにより調製することができる。
【００７９】
本発明では、任意の好適なヒドロキシ保護基およびアミン保護基の使用が企図されることが理解される。好適な保護基の例は、Ｇｒｅｅｎｅ（Ｗｕｔｓ，Ｐｅｔｅｒ  Ｇ．Ｍ．およびＧｒｅｅｎｅ，Ｔｈｅｏｄｏｒａ  Ｗ、Ｇｒｅｅｎｅ’ｓ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  ｇｒｏｕｐｓ  ｉｎ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ、２００６年）およびＪａｒｏｗｉｃｋｉ（Ｊａｒｏｗｉｃｋｉ、Ｋｒｚｙｓｚｔｏｆ、およびＫｏｃｉｅｎｓｋｉ、Ｐｈｉｌｉｐ．Ｃｏｎｔｅｍｐ．Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．１９９７年、４巻、４５４〜４９２頁、参照により本明細書に組み込まれる）に示されている。例えば、好適なヒドロキシ保護基は、ベンジルエーテル、アルキルエーテル、置換アルキルエーテル、アリルエーテル、シリルエーテル、アセテート、ベンゾエート、またはアルコキシアルキルエーテル保護基であってもよく、好適なアミン保護基は、アルキルカルバメート、置換アルキルカルバメート、ベンジルカルバメート、アセトアミド、置換アセトアミド、フタルイミド、ベンジルアミン、ベンジリデンアミン、または置換スルホンアミド保護基であってもよい。
【００８０】
１つの実施形態では、化合物（Ｉａ）のＰＧは、ベンジルエーテル保護基である。
【００８１】
さらなる実施形態では、化合物（Ｉｂ）のＲ４が保護基である場合、保護基は、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル保護基である。
【００８２】
さらに、ベンジルエーテル保護基およびｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル保護基は、酸による処理で除去することができる。しかしながら、保護基を除去するための任意の他の好適な手段が企図され、当業者であればそれらを知ることになるだろう。
【００８３】
キレート組成物の１つの実施形態では、組成物は、化合物（Ｉ）から調製され、
式中、Ｒ１は、Ｈであり
Ｒ２は、メチルであり、
Ｒ３は、メチルであり、
ｎは、１〜６である。
【００８４】
キレート組成物のさらなる実施形態では、組成物は、化合物（Ｉ）から調製され、
式中、Ｒ１は、Ｈであり
Ｒ２は、メチルであり、
Ｒ３は、メチルであり、
ｎは、２である。
【００８５】
上記化合物用の化学名は、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンであり、ＭＡＨＭＰと省略され、下記の化合物（ＩＩ）により表される。
【化２１】
2019526671.tif 000023
【００８６】
米国特許出願公開第２０１６／００３８６０４号明細書には、化合物（ＩＩ）の合成が開示されており、この文献は、参照により本明細書に組み込まれる。化合物（ＩＩ）の合成は、図１に示されている。この合成によると、ＭＡＨＭＰを、３−ヒドロキシ−２−メチル−４−ピロン（構造１）から始まり、１−アミノエチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＡＨＭＰ、構造４）の調製までの一連の化学ステップにより調製し、後者を塩化メタクリロイルで処理して、最終的に化合物（ＩＩ）を得る。
【００８７】
本発明の合成手順を使用すると、化合物（ＩＩ）を、以前の方法と比較して、より高い収率で生成することができる。これは、部分的には、中間産物を調製する必要がなく、全体的に低減された数の合成ステップを必要とする本合成の結果である。
【００８８】
また、本発明は、第２のモノマー単位が、１−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミド、メタクリル酸エチル、Ｎ−ビニルイミダゾール、およびスチレンからなる群から独立して選択される、キレート組成物およびその調製方法を提供する。
【００８９】
キレート組成物およびその調製法の１つの例では、第１のモノマー単位は、化合物（ＩＩ）であり、第２のモノマー単位は、１−ビニル−２−ピロリドンである。
【００９０】
キレート組成物およびその調製方法の別の例では、第１のモノマー単位は、化合物（ＩＩ）であり、第２のモノマー単位は、Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミドである。
【００９１】
さらなる実施形態では、限定することは望まないが、付加開裂連鎖移動剤は、図９に示されている、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸（ＥＴＳＰＡ）、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸エチルエステル（ＥＴＳＰＥ）、およびポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）４−シアノ−４−［（ドデシルスルホニルチオカルボニル）スルファニル］ペンタン酸（ポリ−ＤＭＡ  ＣＴＡ）からなる群から独立して選択される。さらなる実施形態では、付加開裂連鎖移動剤は、ＥＴＳＰＡおよびＥＴＳＰＥであり、特にＥＴＳＰＡである。特筆すべきことには、本発明は、上記の付加開裂連鎖移動剤に限定されず、他の付加開裂連鎖移動剤も好ましく作用する。
【００９２】
さらに、付加開裂連鎖移動剤は、重合後に全部または部分的にキレート組成物から除去されることが企図される。これは、当技術分野で公知の任意の手段、例えば、付加開裂連鎖移動剤を濾過して取り除くこと、または付加開裂連鎖移動剤が可溶化されている溶液からキレート組成物を沈殿させることにより達成することができる。
【００９３】
本明細書に記載されているキレート組成物は、コポリマーに個々のモノマーがどのように配置されているかに応じて、１つまたは複数の異なる構造アーキテクチャを有していてもよい。こうした構造アーキテクチャのタイプとしては、一般に、以下のものを挙げることができる。
交互型：第１および第２のモノマーが規則的に交互に現れ、各鎖における量がほぼ等しい。例えば、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ；
周期型：モノマーの区画が鎖内で繰り返される。例えば、Ａ−Ｂ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ｂ；
ジブロック型：異なるモノマーで構成される第２のブロックにグラフトされた１つのモノマーで構成される１つのブロックを含む。例えば、Ａ−Ａ−Ａ−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｂ−Ｂ；
トリブロック型：３つのブロックを含み、各ブロックが、同じモノマーで構成されており、一緒にグラフトされている。Ａ−Ａ−Ａ−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｂ−Ｂ−Ａ−Ａ−Ａ−ＡもしくはＡ−Ａ−Ａ−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｂ−Ｂ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ；または
マルチブロック型：異なる組合せおよび数のブロックを含む。
【００９４】
加えて、キレート組成物は、１つまたは複数の異なる形態学的特徴を有していてもよい。そうした形態学的形態としては、直鎖形、分岐鎖形、ブラシ形、櫛形、または星形が挙げられる。
【００９５】
キレート組成物および調製方法のさらなる実施形態は、重合ステップ後に、３−ヒドロキシ保護基（ＰＧ）を除去することを含む。したがって、キレート組成物および調製方法の実施形態では、第１のモノマー単位は、化合物（ＩＩＩ）により表される。
【化２２】
2019526671.tif 000024
（式中、Ｒ１は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ２は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
Ｒ３は、Ｈ、アルキル、およびＯ、Ｎ、またはＳで置換されているアルキルからなる群から独立して選択され、
ｎは、１〜１２であり、
ＰＧは、保護基である）
【００９６】
好適な付加開裂連鎖移動剤の使用によるＲＡＦＴ機序により、第２のモノマーと重合させた後、３−ヒドロキシ保護基は、好適な手段により除去される。
【００９７】
本明細書に記載されているキレート組成物は、細菌細胞、真菌細胞、寄生生物細胞、またはがん細胞に容易に取り込まれないように、または組成物からの鉄の取出しを容易にして、細胞の内部側に鉄を送達することができる細胞表面受容体により容易に認識および結合されないように、一般に十分に大きな分子サイズを有していてもよい。その一方で、上限分子量が、少なくとも水性媒体および意図されている使用環境で金属と結合する前は、キレート組成物が依然として可溶性であることを可能するのに十分に小さい限り、上限分子量に制限はない。本発明の１つの実施形態では、キレート組成物は、１５００ダルトン付近の下限分子量を有し、金属との結合前に水性媒体に依然として可溶性である限り、上限分子量を有さない。例えば、キレート組成物は、少なくとも１５００、５０００、１００００、５００００、１０００００、２０００００、３０００００、４０００００、５０００００、１００００００、１５０００００、２００００００、２５０００００、または３００００００ダルトンであってもよい。さらに、分子量は、上記に列挙されている任意の２つの値またはそれらの間の任意の２つの量により画定される範囲を含むことができる。１つの実施形態では、可溶性キレート組成物は、低分子量組成物として提供されている場合でさえ、細胞または細胞の受容体および取込み機序により容易に認識されないだろう。
【００９８】
種々の実施形態では、必須金属は、鉄、マンガン、銅、コバルト、マグネシウム、またはニッケルであることが理解されるだろう。特定の実施形態では、必須金属は、鉄である。
【００９９】
本発明のキレート組成物に関して、生細胞または生物は、その使用に利用可能な必須金属の量が不十分であることにより、その増殖または活性が影響を受ける。
【０１００】
１つの実施形態では、金属キレート組成物は、１つもしくは複数の細胞または１つもしくは複数の細胞の活性が原因である疾患を有する、魚またはヒトを含む動物の疾患の治療に使用することができ、疾患を引き起こす１つまたは複数の細胞は、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である。
【０１０１】
１つの実施形態では、金属キレート組成物は、１つもしくは複数の細胞または１つもしくは複数の細胞の活性が原因である疾患を有する、魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するための薬剤の製造に使用することができ、疾患を引き起こす１つまたは複数の細胞は、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である。
【０１０２】
さらなる実施形態では、治療有効量の本明細書に記載のキレート組成物を投与することにより、魚またはヒトを含む動物の疾患を治療するため方法であって、疾患が、１つもしくは複数の細胞または１つもしくは複数の細胞の活性により引き起こされ、疾患を引き起こす１つまたは複数の細胞が、微生物細胞、がん細胞、または単細胞もしくは多細胞寄生生物の１つまたは複数である方法も提供される。
【０１０３】
さらなる実施形態では、金属キレート組成物は、ヒトまたは魚を含む動物に投与するためのものである。キレート組成物は、例えば、注射により体内に投与してもよく、または身体上に、例えば上皮表面上に塗布してもよい。また、キレート組成物は、創傷被覆材、例えば、ヒドロゲル、被膜、縫合糸、包帯、および他の被覆材と組み合わせて、創傷部位での微生物増殖の制御を支援することができ、またはカテーテル、シャント、および他の留置医療デバイスなどの留置医療デバイスの製造に使用される材料と組み合わせて、そのようなデバイス上での微生物増殖を妨害することができる。キレート組成物は水性媒体に可溶性であるため、創傷部位内へとまたは医療デバイスから拡散して、金属と結合し、病原性細胞に対するその利用能を制限することができる。
【０１０４】
またさらなる実施形態では、金属キレート組成物は、抗微生物剤、抗代謝剤、抗ウイルス剤、抗寄生生物剤、または抗がん剤の１つまたは複数を含む別の抗細胞剤と共に、ヒトまたは魚を含む動物に投与するためのものである。参照されている抗細胞剤は、一般に標的細胞内に透過し、その後標的細胞を傷害し最終的には死滅させる作用剤であり、この場合、標的細胞は、病原性真菌細胞、細菌細胞、寄生生物細胞、またはがん細胞である。本発明のキレート組成物を抗細胞剤と共に使用することにより、処置された細胞の増殖または活性を制御する代替能力、または抗細胞剤の細胞死滅効果の増強を提供することができる。
【０１０５】
抗微生物剤、抗代謝剤、抗ウイルス剤、抗寄生生物剤、または抗がん抗細胞剤は、限定ではないが、以下のものから独立して選択することができる：例えば、ペニシリン、セフェム、セファロスポリン、カルバペネム、ペネム、単環式β−ラクタム、マクロライド、ケトライド、ストレプトグラミン、リンコサミン、フルオロキノロン、クマリン抗生物質、グリコペプチド、モノバクタム、リポグリコペプチド、アンサマイシン、フェニコール、ニトロイミダゾール、ホスホマイシン、オルトソマイシン、パルジマイシン、プリマイシン、ベンゾナフチリドン、ムチリン、オキサゾリジノン、スルホンアミド、ニトロフラン、ポリエン、ベンジルピリミジン、バシトラシン、クロラムフェニコール、テトラサイクリン、エリスロマイシン、クリンダマイシン、ゲンタマイシン、アミノグリコシド、ムピロシン、フシジン酸、スペクチノマイシン、リファマイシン、キノロン、シプロフロキサシン、ニトロフラントイン、５−フルオロサイトシン、トリメトプリム、スルホンアミド、トリメトレキサート、イミダゾール、トリアゾール、ジドブジン、ガンシクロビル、ビジラビン（ｖｉｄｉｒａｂｉｎｅ）、アシクロビル、アマンタジン、イドクスウリジン、ホスカルネット、トリフルリジン、リバビリン、ペンシクロビル、スタブジン、キノリン、キノリン誘導体、ジアミノピリミジン、ハロファントリン、ピリメタミン、クロログアニド、キニーネ、アトバクオン、フロ酸ジロキサニド、エフロルニチン、メラルソプロール、メトロンジアゾール（ｍｅｔｒｏｎｄｉａｚｏｌｅ）、ニトロフラン、ペンタミジン、他のジアミジン、スチボグルコン酸ナトリウム、スラミン、ニトロソ尿素、フルオロウラシルブレオマイシン、抗微生物ペプチド、抗微生物界面活性剤、ハロゲン、アルデヒド、他の抗微生物有機化学物質、または先述のもののいずれかの化学的関連化合物および／もしくは先述のもののいずれかの誘導体。
【０１０６】
さらなる実施形態では、キレート組成物は、抗微生物保存剤と共に投与してもよい。本発明のキレート組成物を保存剤と共に使用することにより、処置された細胞の増殖または活性を制御する代替能力、または保存剤の保存効果の増強を提供することができる。抗微生物保存剤は、限定ではないが、以下のものから独立して選択される：プロピオン酸およびプロピオン酸塩；ソルビン酸およびソルビン酸塩；安息香酸および安息香酸塩；二酢酸ナトリウム；乳酸；二酸化硫黄、亜硫酸塩；亜硝酸ナトリウム；塩化ナトリウム；アルデヒド含有または放出化合物、水銀含有化合物；酸化防止剤；四級アンモニウム化合物などの界面活性剤およびエチレンジアミン四酢酸などの錯化剤。
【０１０７】
キレート組成物を抗細胞剤および抗微生物剤と組み合わせることは、化学的抗細胞剤に対して耐性度を有する細胞または寄生生物に特に有用であり得る。上記のようなキレート組成物を探求する目的は、以下の１つまたは複数である：細胞または寄生生物の増殖能力を損なうこと；使用されている化学的抗細胞剤に対する、望ましくない細胞もしくは寄生生物の感受性を増加させること、または治療に使用されている化学的抗細胞剤もしくは抗微生物保存剤に対して、望ましくない細胞もしくは寄生生物が有する耐性度の克服を支援すること。
【０１０８】
また、本発明は、本明細書に記載されているキレート組成物および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。
【０１０９】
また、本発明は、本明細書に記載されているキレート組成物、ならびに抗細胞剤および／または微生物保存剤を含む医薬組成物を提供する。
【０１１０】
本発明のキレート剤組成物は、細胞増殖の所望のまたは必要な制御を提供するか、または細胞活性に影響を及ぼすような任意の好適な有効量で、処置しようとする水性媒体に添加または組み込むことができる。水性媒体と共に使用するための本発明のキレート剤組成物の量は、例えば、処置しようとする水系のタイプ（ｉｎ  ｖｉｔｒｏまたはｉｎ  ｖｉｖｏ）、キレーター組成物と結合することになる鉄および／または他の必須金属の含有量、標的としようとする細胞のタイプ、例えば、細菌細胞、酵母細胞、寄生生物細胞、またはがん細胞、ならびに所望の結果、例えば、増殖を防止することまたは特定の細胞活性に影響を及ぼすことに依存するだろう。
【０１１１】
ヒトまたは魚を含む動物に対する本明細書に記載の可溶性キレート化組成物の投与は、可溶性キレート組成物が、例えば血液または膣液中で機能することになる場合、宿主部位における有効濃度を達成するために十分な用量の投与を必要とすることになることが理解されるべきである。一般に、キレート化組成物は、増殖制御が所望の結果である場合および抗細胞剤を用いずに使用される場合、処置しようとする部位の水性環境に存在する鉄および／または他の金属濃度の量よりも過剰な、例えば２倍〜５倍過剰な鉄および／または他の必須金属キレート能力を達成するように添加または投与されるだろう。可溶性キレート組成物が、抗細胞剤に対する細胞の耐性を低下させる目的で抗細胞剤と共に投与される場合、有効用量はより少ないことが予想されることになることが理解されるべきである。
【０１１２】
上記に記載されている種々のキレート組成物は、その使用が意図されている環境を考慮して選択されることになる。つまり、キレート組成物は、意図されている使用環境において許容可能な様式で作用するように選択されることになる。例えば、薬学応用または食品応用の状況では、キレート組成物は、薬学的に許容される物質、例えば薬学的に安全な調製物などを提供するように選択されることになる。本明細書に記載されているキレート組成物は、例えば、化粧品に関連する応用、例えば、保存タイプの材料としての応用を有していてよく、したがって、本発明のこのタイプの応用の状況で許容可能でなければならない。
【０１１３】
本明細書における「必須金属」に対する参照は、細胞が増殖および／または維持に必要とする金属に対する参照であることが理解されるだろう。
【０１１４】
「系列のメンバー」、「物質の群」、「置換基の群」、または特定の特徴（例えば、分子量、温度、濃度、および時間など）の「範囲」などが言及される場合、本発明は、その内のありとあらゆる特定のメンバーおよびサブ範囲またはサブ群の組合せに関し、それらは本明細書に明示的に組み込まれることがさらに理解されるべきである。したがって、任意の指定された系列、範囲、または群は、系列、範囲、または群のありとあらゆるメンバーならびにその内のありとあらゆる考え得るサブ系列、サブ範囲、またはサブ群を個々に指すための省略様式であると理解されるべきである。したがって、例えば、
−  炭素原子の数に関して、１〜１２個の炭素原子の範囲が言及される場合、ありとあらゆる個々の炭素原子数ならびに例えば２個の炭素原子、４〜６個の炭素原子などのサブ範囲が本明細書に組み込まれることが理解されるべきである。；
−  １５００ダルトンよりも大きな分子量（例えば、平均分子量）に関して、（本明細書で言及されている溶解度必要性に応じて）、分子量は、それを超える範囲、例えば、５０００ダルトンよりも大きな分子量、１５００ダルトンよりも大きな分子量、１５００〜１０００００００ダルトンの分子量、１５０００〜１０００００００ダルトンの分子量、１５００〜３００００００ダルトンの分子量、１５００〜２００００００ダルトン、１００００ダルトンの分子量、８００００ダルトンの分子量、１０００００ダルトンの分子量などであってもよいことが理解されるべきである。
−  反応時間に関して、１分またはそれよりも長い時間は、１分よりも長いありとあらゆる個々の時間ならびにサブ範囲、例えば、１分、３〜１５分、１分〜２０時間、１〜３時間、１６時間、３時間〜２０時間などが、具体的に本明細書に組み込まれることが理解されるべきである。
−  濃度、要素などの他のパラメーターに関しても同様である。
【０１１５】
本明細書では、アルキルに対する参照は、直鎖アルキル基、例えば、限定ではないが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、およびドデシルを含むことが理解されるべきである。１つの実施形態では、アルキルは、Ｃ１〜１２アルキルまたはそのサブセット、例えば、Ｃ１〜６アルキルおよびＣ１〜３アルキルを指す。また、分岐アルキル基、例えば限定ではないが、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、２−ペンチル（つまり、２−メチル−ブチル）、３−ペンチル（つまり、３−メチル−ブチル、イソペンチル）、ネオペンチル、およびｔｅｒｔ−ペンチルが含まれる。また、アルキルは、独立して飽和、不飽和、または置換されていてもよい。アルキルの置換としては、ヘテロ原子置換、例えば限定ではないが、Ｏ、Ｎ、およびＳが挙げられる。
【０１１６】
本明細書では、クラスまたはサブクラスは、本明細書では、一切のありとあらゆる考え得る様式で固有に定義されることが理解されるべきである。クラスもしくはサブクラスまたはクラスもしくはサブクラスの個々の構成要素は、ポジティブ定義ならびにネガティブ定義または排他的定義を含む。つまり、本明細書中の定義は、特定の個々の化合物、クラス、またはサブクラスをポジティブに含むように、および／または特定の個々の化合物、クラス、もしくはサブクラス、またはそれらの組合せを除外するように記述することができるありとあらゆる定義を含む。例えば、化合物式を定義するための除外定義は、以下のように記載される：「ただし、Ｒ１およびＲ２の一方がメチルであり、他方がＨである場合、Ｒ８は、２位に存在してはならない」。
【０１１７】
また、本発明の状況では、好適なＲＡＦＴ剤としては、以前に記載されているかまたはこれから設計されるもの、例えばＫｅｄｄｉｅ（Ｋｅｄｄｉｅ、Ｄ．Ｊら、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、２０１２年、４５巻、５３２１〜５３４２頁、参照により本明細書に組み込まれる）により記載されているもののいずれかが挙げられ、ただし、それらは、好適なＲＡＦＴ媒介性ポリマー組成物を得るのに有用であることが理解されるべきである。
【０１１８】
キレート組成物の種々の実施形態を記載する。上述の実施形態は、例であることが意図されており、当業者であれば、本教示の趣旨および範囲から逸脱することなく、それらに変更および改変をなすことができる。
【０１１９】
実施例
以下の非限定的な例は、本発明の種々の態様を例示するために提供されており、いかなる点でも本発明の範囲を限定することは意図されていない。
【０１２０】
実施例１：中間体１−アミノエチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＡＨＭＰ）の調製を介する、キレート組成物の調製に有用な３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）キレートモノマーの従来合成
このキレートモノマー中間体の合成は、以前に他所で記載されている（米国特許出願第１４１２４６１９号明細書、ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／０００５６２）。この例は、この以前に開示されている合成手順の性質が比較的複雑であり、種々の時間がかかるステップを有し、得られる産物収率が低いという問題があることを示すために提供されている。図１は、全体的なステップの順序を示し、下記の例における化学中間体（構造１）〜（構造５）が参照されている。
【０１２１】
Ａ．保護されたピリジノン前駆体の調製
２０Ｌフラスコに、７．９３ｍｏｌの３−ヒドロキシ−２−メチル−４−ピロン（構造１、図１）、１０．２Ｌのメタノール、１１．９ｍｏｌの塩化ベンジル、および１．１２Ｌ水中８．３３ｍｏｌ水酸化ナトリウムの溶液を添加して、淡黄色透明溶液を得た。混合物を６時間還流し、その後室温で一晩撹拌した。真空を使用してメタノールを蒸発させ、残渣（黄橙色油状物）を４．５Ｌの水と混合し、３つの別々の２．５Ｌアリコートの塩化メチレンを使用して抽出した。３つの塩化メチレン抽出物をプールし、１．２Ｌの５％ＮａＯＨを３回換えて洗浄し、その後１．２Ｌの水を３回換えて洗浄した。その後、塩化メチレン抽出物を、固体ＭｇＳＯ４で乾燥した。濾過してＭｇＳＯ４を除去し、溶媒を蒸発させた後、１．８ｋｇの粗３−ベンジルオキシ−２−メチル−４−ピロン（構造２、図１）を回収した。粗収率は１０５％だった。１Ｈ  ＮＭＲ  ｉｎ  ＣＤＣｌ３（４００ＭＨｚ）δ７．５８（ｄ、１Ｈ）、７．４０〜７．２９（ｍ、５Ｈ）、６．３５（ｄ、１Ｈ）、５．１３（ｓ、２Ｈ）、２．０６（ｓ、１Ｈ）。
【０１２２】
構造２は、メタクリルアミドエチル−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）またはその関連３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン系列の化合物へのその後の合成ステップに好ましい中間体としての保護されたピリジノン化合物の例であり、式中、Ｒは、長さが≧１および≦１２個の炭素単位の炭化水素鎖である。異なるピリジノン出発物質を準備するための代替方法、代替保護基、および保護されたピリジノン前駆体を調製するため代替方法が可能であり、そのような方法は、ピリジノン基の好適な保護を提供し、かつ３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）またはその関連３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンシ系列の化合物であり、式中、Ｒは、長さが≧１および≦１２個の長さの炭素単位の炭化水素鎖である化合物のその後の調製も可能である限り、好適である。
【０１２３】
Ｂ．中間体１−アミノエチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＡＨＭＰ）の調製
Ａで調製した粗３−ベンジルオキシ−２−メチル−４−ピロン材料から、６．０１ｍｏｌを、２０Ｌフラスコ中で、８．５Ｌのエタノール、２７．９５ｍｏｌのエチレンジアミン、および３４ｍＬの水と混合し、室温で一晩撹拌した。溶媒および過剰なエチレンジアミンを減圧下で除去して、７Ｌの水ですりつぶした黄褐色油状液を得、その後水層を、３つの別々の３Ｌアリコートの塩化メチレンを使用して抽出した（注：塩化メチレンで抽出する前に水ですりつぶすことにより、小規模合成中に固形物がもたらされた）。大規模の場合、このプロトコールに従っても、材料は固形化せず、したがって塩化メチレンで抽出され、濃縮された。３つの塩化メチレン抽出物を一緒にし、減圧下で濃縮して、１．１７ｋｇ（７６％）の１−（２−アミノエチル）−３−ベンジルオキシ−２−メチル−４−（１Ｈ）−ピリジノン（構造３、図１）を黄褐色油様材料として得た。１Ｈ  ＮＭＲ  ｉｎ  ｄ６−ＤＭＳＯ（４００ＭＨｚ）δ７．５４（ｄ、１Ｈ）、７．３８−７．３０（ｍ、５Ｈ）、６．１１（ｄ、１Ｈ）、４．９９（ｓ、２Ｈ）、３．８（ｔ、２Ｈ）、３．７０（ｔ、２Ｈ）、２．１５（ｓ、３Ｈ）。２０Ｌフラスコに、４．５７ｍｏｌの１−（２−アミノエチル）−３−ベンジルオキシ−２−メチル−４−（１Ｈ）−ピリジノン（構造３、図１）、８．９６Ｌの６Ｍ  ＨＣｌ水溶液を投入し、溶液を室温で一晩撹拌した。真空中で蒸発させて乾燥した後、淡黄色固形物を回収した。これを、８．９６Ｌの６Ｍ  ＨＣｌ水溶液に再溶解し、４日間室温で撹拌し、再び蒸発させて乾燥した。固形残渣を、アセトンで洗浄し（固形物が無くなり、濾過可能にするのに十分な程度に）、濾過して粗黄色固形物を得た。この粗材料に、４Ｍ  ＨＣｌ水溶液（２Ｌ）およびエタノール（１Ｌ）を添加し、固形物が溶解するまで、混合物を還流した。その後、産物を、冷蔵庫に保管することにより再結晶させ、濾過し、アセトンで洗浄し、減圧下で乾燥して、ＡＨＭＰ（１３０ｇ、１４％収率）を得た。最終１−アミノエチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＡＨＭＰ）産物（構造４、図１）は黄色だった。１Ｈ  ＮＭＲ  ｉｎ  ｄ６−ＤＭＳＯ（４００ＭＨｚ）δ１０．４１（ｂｓ、１Ｈ）、８．５６（ｓ、３Ｈ）、８．３３（ｄ、１Ｈ）、７．３５（ｄ、１Ｈ）、４．６６（ｔ、２Ｈ）、３．２７（ｔ、２Ｈ）、２．５５（ｓ、３Ｈ）。
【０１２４】
Ｃ．３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）モノマーの調製
磁気撹拌機および滴下漏斗が取り付けられた２Ｌフラスコ中で、上記Ｂで調製した０．４８８ｍｏｌのＡＨＭＰ（構造４、図１）を、４１３ｍＬの水に溶解した。その後、１．４６ｍｏｌのトリエチルアミン（Ｅｔ３Ｎ）および８２６ｍＬのＣＨ３ＣＮ（アセトニトリル）を添加し、混合物を氷浴に設置した。その後、混合物を氷浴に置いたまま（０〜５℃）、０．４８８ｍｏｌの塩化メタクリロイル（Ｃ３Ｈ３ＣｌＯ）を、１．５時間かけて滴加した。この添加後、混合物が室温に加温されることを可能にし、撹拌を２時間継続した。その後、混合物を蒸発させて乾燥し、２Ｌの高温アセトンを固形残渣に添加し、濾過した。濾過した固形物に加えて、多少の塩化トリエチルアンモニウムの結晶が濾過液に観察された。それらを第２の濾過で除去し、濾過液を蒸発させて、およそ８００ｍＬのアセトンを除去し、その後それを冷蔵庫で一晩保管した。塩化トリエチルアンモニウムの初期針状結晶が形成された場合、それを濾過で除去し、濾過液を１８時間冷蔵庫に戻し、濾過して淡黄色固形物（７６ｇ）を得た。得られた固形物を、１９０ｍＬのアセトンと共に４時間撹拌し、濾過して、５０ｇ（４３．４％）の３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）（構造５、図１）を白色に近い固形物として得た［注：上記のプロセス全体を実施した後、ＮＭＲ分析は、一部のバッチで塩化トリエチルアンモニウムが不純物として存在すること示す場合があった。これは、クロロホルム（２．５容積、３時間）でスラリー化した後、濾過により除去した。］１Ｈ  ＮＭＲ  ｉｎ  ｄ６−ＤＭＳＯ（４００ＭＨｚ）δ８．０８（ｂｓ、１Ｈ、ＮＨ）、７．３７（ｄ、１Ｈ、ＡｒＨ）、６．０６（ｄ、１Ｈ、ＡｒＨ）、５．５９（ｓ、１Ｈ、＝ＣＨａＨｂ）、５．３３（ｓ、１Ｈ、＝ＣＨａＨｂ）、４．８６（ｂｓ、１Ｈ、−ＯＨ）、４．０２（ｔ、２Ｈ、−ＮＣＨ２）、３．３７（ｔ、２Ｈ、−ＮＣＨ２）、２．２８（ｓ、３Ｈ、−ＣＨ３）、１．８１（ｓ、３Ｈ、−ＣＨ３）は、産物３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）（構造５、図１）であることを確認したが、合成経路の全収率は、わずか８．９％（重量／重量）だった。
【０１２５】
この例（上記のＡからＣ）は、従来の合成経路が比較的複雑であり、種々のステップを有しており、最終ＭＡＨＭＰ産物の収率が低く、つまり全収率が１０％未満であるという問題があることを示している。
【０１２６】
実施例２Ａ：中間体１−アミノエチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＡＨＭＰ）を調製しない、キレート組成物の調製に有用な３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）キレートモノマーの新規合成
図２Ａは、全体的なステップの順序を示し、下記の例における化学中間体（構造１から化合物ＩＩまで、ならびに構造ａおよび構造ｂ）が参照されている。
【０１２７】
３−ヒドロキシ−２−メチル−４−オン（構造１、図２Ａ）を使用して、実施例１Ａに記載のように、３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４Ｈ−ピラン−４−オン（構造２、図２Ａ）を調製した。
【０１２８】
Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド（構造ｂ、図２Ａ）の合成を、以下のようにして完了させた：２０Ｌの丸底フラスコに、エチレンジアミン（３２０ｍＬ；０．９１当量；４．３５ｍｏｌ）（構造ａ、図２Ａ）および水（４．８Ｌ）を投入した。その後、０℃にて３Ｎ  ＨＣｌを用いて、ｐＨを８．５に調整した。この撹拌溶液に、クロロホルム（３．２Ｌ）中の塩化メタクリロリル（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｌｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（５００ｇ；１．０当量；４．７８ｍｏｌ）溶液を、０℃で３時間にわたって滴加した。混合物を、ＲＴで一晩撹拌した。その後、二相性反応混合物から、有機相および水相を分離し、水層をクロロホルム（１Ｌ）で洗浄した。その後、水層を真空下で濃縮して白色固形物を得、それをメタノール（４Ｌ）中で撹拌し、その後濾過して白色固形物を除去した。その後、濾過液を濃縮して白色半固形物を得、それを２Ｍ  ＮａＯＨ溶液（３容積）中で撹拌し、ＣＨＣｌ３中１０％イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）（５×１５００ｍＬ）で抽出した。５つの有機画分を一緒にし、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮して淡黄色半固形物（１４５ｇ）を得た。産物収率は、２３．６％だった。１Ｈ  ＮＭＲにより、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド（構造ｂ、図２Ａ）の同一性を確認し、ＨＰＬＣにより、９９．３％の純度を確認し、ＬＣＭＳにより９８．６であることを確認した。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）δ７．８２（ｂｓ、１Ｈ）、５．６９（ｓ、１Ｈ）、５．２９（ｓ、１Ｈ）、３．０９（ｔ、２Ｈ）、２．５７（ｔ、２Ｈ）、１．８４（ｓ、３Ｈ）．１．３８（ｂｓ、２Ｈ）。
【０１２９】
実施例２Ｂ：Ｎ−ヒドロキシサクシニミドメタクリレート（経路Ａ）およびメタクリル酸無水物（経路Ｂ）をメタクリレート供給源として使用した、Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミドの代替合成。
Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド（構造ｂ、図２Ｂ、経路Ａ）を合成するための代替手順は、まず、Ｎ−ヒドロキシサクシニミドメタクリレートを合成することにより完了させた。Ｎ−ヒドロキシサクシニミド（１１ｇ、９５．７ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気下で３口フラスコに添加し、その際に、３００ｍＬの無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を添加した。これに対し、トリエチルアミン（１３．３ｍＬ、９５．７ｍｍｏｌ）を溶液に添加し、室温で１時間撹拌したままにした。その後、溶液を０℃に冷却し、塩化メタクリロイル（９．３ｍＬ、９５．７ｍｍｏｌ）を溶液に滴加した。その後、溶液が室温に加温されることを可能にし、一晩撹拌したままにしておいた。沈殿物を濾過して取り除き、溶媒を減圧下で除去した。メタノールから結晶化した残渣は、Ｎ−ヒドロキシサクシニミドメタクリレート（７５％収率）だった。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ６．３５（ｓ、１Ｈ）、６．１０（ｓ、１Ｈ）、２．８４（ｓ、４Ｈ）、２．００（ｓ、３Ｈ）。Ｎ−ヒドロキシサクシニミドメタクリレート（５ｇ、２７ｍｍｏｌ）を、窒素雰囲気下で３口フラスコに添加した。これに、４００ｍＬの無水ＴＨＦを、撹拌しながら添加した。得られた混合物を０℃に冷却した。冷却した混合物に、エチレンジアミン（３．６ｍＬ、５４ｍｍｏｌ）を添加し、その際に、白色沈殿物が直ちに生じた。反応混合物が室温に加温されることを可能にし、一晩撹拌した。翌日、白色沈殿物を重力濾過により濾過して取り除き、ＴＨＦ（３×１００ｍＬ）で洗浄した。濾過液およびＴＨＦ洗液を収集し、溶媒を減圧下で除去して白色に近い半固形物を得た。これは、構造ｂおよびジ置換エチレンジアミンとメタクリレートとの混合物であることが見出された。１Ｈ  ＮＭＲは、開始エステルから９０％モノアミン（構造ｂ）を確認した。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ７．８４（ｂｓ、１Ｈ）、５．６４（ｓ、１Ｈ）、５．３１（ｍ、１Ｈ）、３．１１（ｑ、２Ｈ）、２．４９（ｔ、２Ｈ）、１．８５（ｓ、３Ｈ）、１．３６（ｂｓ、２Ｈ）。
【０１３０】
Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミドの塩酸塩（構造ｂ・ＨＣｌ、図２Ｂ、経路Ｂ）を合成し、構造３の合成に直接使用することができる。エチレンジアミン（１１．１ｍＬ、０．２ｍｏｌ、２．０当量）を、１００ｍＬ水中のエチレンジアミン二塩酸塩（１１ｇ、０．０８ｍｏｌ、１．０当量）溶液に添加した。室温で１．５時間撹拌した後、メタノール（１１０ｍＬ）を添加し、混合物を０℃に冷却し、１５分間の温度平衡化を可能にした。メタノール（４０ｍＬ）に溶解したメタクリル酸無水物（３７ｍＬ、０．２５ｍｏｌ、３．０当量）を、冷却した溶液に３０分間かけて滴加した。メタクリル酸無水物の添加が完了した後、溶液温度を１時間０℃に維持した。この溶液に塩酸（２０ｍＬ）を添加し、１時間撹拌し、溶液が室温に加温されることを可能にした。溶媒を減圧下で除去して粗粘性生成物を得、その後それをゆっくりとアセトンに送達した。沈殿物を、真空濾過により単離および収集し、その後、高温２−プロパノール（１５０ｍＬ）で抽出した。２−プロパノール抽出物を減圧下で濃縮し、最小限の量のアセトンを使用して、産物を沈殿させた。その後、それを真空濾過により単離および乾燥して、２０．５ｇ（４８％収率）の産物を白色に近い粉末として得た。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ８．６０〜７．８２（４Ｈ、ｍ）、５．７９（１Ｈ、ｓ）、５．３６（１Ｈ、ｓ）３．３８（２Ｈ、ｑ）、２．８９（２Ｈ、ｔ）、１．８７（３Ｈ、ｓ）。１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１６８．３、１３９．９、１２０．４、３８．９、３７．２、１９．１。
【０１３１】
構造３、図２Ａを、以下のように調製した：１０Ｌ丸底フラスコに、３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４Ｈ−ピラン−４−オン（２３０．０ｇ、１．０当量、１．０６４モル）（構造２、図２Ａ）を添加し、その後メタノール（２．３Ｌ、１０容積）および水（２．３Ｌ、１０容積）を添加した。この溶液を、５分間撹拌し、その後Ｎ−（２−アミノエチル）メタクリルアミド（構造ｂ、図２Ａ）（２７２ｇ、２．０当量、２．１２９ｍｏｌ）を添加した。５分間撹拌した後、反応混合物に、２Ｍ  ＮａＯＨ溶液（２３０ｍＬ、１容積）を１０分間かけてゆっくりと投入した。その後、混合物を一晩還流した。一晩加熱した後、反応混合物を室温に冷却し、メタノールおよび水を、減圧下で蒸留して取り除いた。その後、得られた半固形物を、水（５容積）で希釈し、ｐＨを、２Ｎ  ＨＣｌで７．０に維持した。その後、水層を塩化メチレン（３×５００ｍＬ）で抽出した。これらの抽出中に、典型的にエマルジョンが生じ、それを、セライトでの濾過を繰り返すことにより破壊して、有機相を水相から分離した。別々の有機画分をプールし、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、その後、減圧下で濃縮して、茶色半固形物を得た。その後、この材料を、酢酸エチル（３容積）中で一晩スラリー化し、濾過して淡黄色固形物を得た（２００ｇ、５７．５％）。１Ｈ  ＮＭＲ分光法により、図２Ａの構造３の同一性が、Ｎ−（２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）エチル）メタクリルアミドであることが確認され、ＨＰＬＣにより、その純度が９６．６％であることが確認された。１Ｈ  ＮＭＲ  ｉｎ  ｄ６−ＤＭＳＯ（４００ＭＨｚ）δ８．１１（ｂｓ、１Ｈ）、７．４５〜７．３１（ｍ、６Ｈ）、６．１１（ｄ、１Ｈ）、５．５９（ｓ、１Ｈ）、５．３４（ｓ、１Ｈ）、４．９９（ｓ、２Ｈ）、３．９５（ｔ、２Ｈ）、３．３４（ｔ、２Ｈ）、２．１９（ｓ、３Ｈ）、１．８１（ｓ、３Ｈ）。
【０１３２】
図２Ａの構造５を、以下のように調製した。５Ｌ丸底フラスコに、Ｎ−（２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）エチル）メタクリルアミド（図２の構造３）（２００ｇ；１．０当量；０．６１２ｍｏｌ）、１１．６Ｍ  ＨＣｌ（１０容積）を投入し、混合物をＲＴで一晩撹拌した。一晩撹拌した後、ＨＣｌを減圧下で蒸留して反応生成物から取り除いた。その後、得られた固形物を、最小限の量のＨ２Ｏ（５容積）に溶解し、１０％ＮａＨＣＯ３溶液（ゆっくりと添加した）で中性ｐＨ（ｐＨ７．０）を達成し、その際に溶液から固形物が沈殿した。固形物を濾過により回収し、フィルター上にて冷却Ｈ２Ｏで洗浄し、高真空下で乾燥して、９０ｇの薄茶色固形物を得た。産物収率は６２．１％だった。１Ｈ  ＮＭＲにより、固形物の同一性が、Ｎ−（２−（３−ヒドロキシ−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）エチル）メタクリルアミドまたはいわゆる３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）（構造５、図２Ａ）であることが確認され、ＨＰＬＣにより、純度が９９．８％であることが確認された。１Ｈ  ＮＭＲ  ｉｎ  ｄ６−ＤＭＳＯ（４００ＭＨｚ）δ８．０９（ｂｓ、１Ｈ、ＮＨ）、７．３７（ｄ、１Ｈ、ＡｒＨ）、６．０７（ｄ、１Ｈ、ＡｒＨ）、５．５９（ｓ、１Ｈ、＝ＣＨａＨｂ）、５．３３（ｓ、１Ｈ、＝ＣＨａＨｂ）、４．８６（ｂｓ、２Ｈ、−ＯＨ）、４．０１（ｔ、２Ｈ、−ＮＣＨ２）、３．３７（ｔ、２Ｈ、−ＮＣＨ２）、２．２８（ｓ、３Ｈ、−ＣＨ３）、１．１８（ｓ、３Ｈ、−ＣＨ３）により、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）（構造５、図２Ａ）の構造同一性が確認された。
【０１３３】
この例は、本新規合成経路では全収率が非常により高く、６２．１％（重量／重量）と非常に向上され、つまり、実施例１の従来手順で得られた８．９％（重量／重量）よりもおよそ７倍高かったことを示す。
【０１３４】
実施例３：キレート組成物中のＭＡＨＭＰの測定。
プロトン核磁気共鳴（１Ｈ  ＮＭＲ）分光法を使用して、コポリマーの３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（ＭＡＨＭＰ）含有量を以下のように評価した。実施例２と同様に調製したＭＡＨＭＰを、種々の既知濃度で既知量のポリアクリルアミドまたはポルビニルピロリドン（ｐｏｌｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）に添加し、試料を、重水素化ｄ６−ＤＭＳＯ中で、ポリアクリルアミドまたはポルビニルピロリドン基準シグナル対して６．１ｐｐｍのＭＡＨＭＰ特性シグナルピークについて分析した。これにより、図３に示されているような、ＭＡＨＭＰ−アクリルアミドコポリマーキレート組成物またはＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマーキレート組成物のＭＡＨＭＰ含有量の検量線が提供された。その後、この検量線の線形性が優れていることにより（ｒ２＝０．９５〜０．９８）、実施例４、実施例５、実施例１１、および実施例１２で調製したコポリマー組成物のいずれのタイプでも、ＭＡＨＭＰ組込みのｍｏｌ％を直接的に測定および決定することが可能だった。
【０１３５】
実施例４：ＦＲＰ手順を使用して１−ビニル−２−ピロリドンと共重合されたＭＡＨＭＰの形態の活性ピリジノン金属結合基を含む水可溶性コポリマーキレート組成物の合成
Ａ．合成を最適化する試み
ＭＡＨＭＰの使用を向上させる試み、つまり、以前に開示されているバルクフリーラジカル（ＦＲＰ）手順を使用した重合によるキレート組成物へのその組込みを増加させる試みを実施した。こうした試みは、重合反応の終了時に薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）により検出可能な残留ＭＡＨＭＰを測定することによりモニターした。こうした試みは、図４に示されている反応順序に図示されているコポリマー産物の質量収率を増加させる試みでもあった。種々の化学反応物（Ａ〜Ｅ）の調整は、下記の表に示されている通りだった。
【０１３６】
【表１】
2019526671.tif 000025
【０１３７】
その後、ＭＡＨＭＰの完全な消費をもたらした、つまり残留物がＴＬＣにより検出不能であった上記の最適化された合成手順を、下記のように繰り返した。
【０１３８】
Ｂ．反応物当量を調整することよる合成の最適化
３Ｌフラスコに、水（１．７Ｌ、ＭＡＨＭＰに対して（ｗｒｔ）８５容積）を投入した。その後、ＭＡＨＭＰ（２０ｇ、０．０８４７ｍｏｌ、１当量）を導入し、反応生成物を１０分間撹拌して、透明溶液を得た。その後、この溶液を５０℃に加熱した。１−ビニル−２−ピロリドン（ＮＶＰ）（２７１ｍＬ、２．５４ｍｏｌ、ＭＡＨＭＰに対して３０当量）を、添加漏斗を使用して滴下で投入した。添加の完了後、加熱を中止し、混合物を１時間かけてＲＴに冷却した。その後、過硫酸アンモニウム（３．８６ｇ、０．０１６７ｍｏｌ、ＭＡＨＭＰに対して０．２当量）を添加し、得られた透明溶液を、窒素で２０分間フラッシュした。その後、ＴＭＥＤＡ（６．８ｍＬ、ＭＡＨＭＰに対して０．３４容積）を、１５分間かけて滴加し、重合を４０℃で２時間にわたって実施した。２時間の加熱後、反応を停止させ、その後、反応生成物を１時間かけてＲＴに冷却した。得られたポリマー溶液（１．９８Ｌ）を、ビスキング透析バッグに封入し、４８時間にわたって蒸留水（１００Ｌ）に対して透析し、水を５時間間隔で１０回交換した。透析後、溶液（３Ｌ）を２つの画分ＡおよびＢ（各１．５Ｌ）に分割した。画分Ａを凍結乾燥し、画分Ｂは、トルエン（７Ｌ）を使用して共沸処理して、水を除去した。淡黄色から微かに橙色気味のコポリマー金属キレート組成物Ａ＋Ｂを合わせた収量は、２０．６ｇだった。質量収率は、使用したＭＡＨＭＰおよびＮＶＰを合わせた合計質量に対してわすか７％だった。実施例３の手順を使用して、この組成物（参照番号Ｐ３１５−Ａ００２７９−０２９）のＭＡＨＭＰ含有量を分析したところ、ＭＡＨＭＰ含有量は２１．４％（ｗ／ｗ）であることが示された。この例は、コポリマー組成物へのより完全なＭＡＨＭＰ組込みを保証するためには、過剰なＮＶＰを使用しなければならず、そのため大過剰の遊離未反応ＮＶＰがもたらされたという収率および合成効率問題があったことを示している。この問題は、下記の実施例１２に記載されているＲＡＦＴ合成手順を使用するにより克服された。
【０１３９】
Ｃ．高分子量を得るための典型的なＦＲＰ合成手順の最適化（バッチ番号ＩＳ０９７５８−０４５）
ＦＲＰ手順は、得られる金属キレートコポリマー組成物の一部の用途に望ましいと思われる比較的高分子量のＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマーを得るために有用であることが見出された。例えば、創傷部位に、または外耳もしくは膣などの粘膜表面に塗布されるより高分子量の材料は、塗布部位からより急速に拡散および除去されることになるより低分子量の材料と比較して、より長期間にわたって保持され、つまり活性を保持することになる。この例は、より高い反応温度（７０℃対４０℃）でＦＲＰ重合の反応時間を延長することにより（１８時間対２時間）、そのようなより高分子量のＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマー材料を得るための手段を示す。下記の手順は、図４の反応成分を参照する。
【０１４０】
磁気撹拌機、還流冷却器を装備した３口５０ｍＬ丸底フラスコにて、（０．５ｇ、０．００２１ｍｏｌ）ＭＡＨＭＰ（Ａ）および（７．０５ｇ、０．０６３ｍｏｌ）Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（ＮＶＰ）（Ｂ）を、２６ｍＬの脱イオン水（Ｅの一部分）に溶解し、混合物を、Ｎ２下で２０分間撹拌した。その後、（０．４９ｇ、０．００４２ｍｏｌ）テトラメチルエチレンジアミン（促進剤）（Ｄ）を添加し、得られた混合物を、Ｎ２で２０分間パージすることにより脱気した。脱気後、４ｍＬの脱気ＤＩ水（Ｅの残り）中の（０．４８ｇ、０．００２１ｍｏｌ）過硫酸アンモニウム（開始剤）（Ｃ）を、フラスコに添加した。その後、混合物を、３０分間かけて７０℃にゆっくりと加熱し、反応を、Ｎ２下で１８時間にわたって同じ温度で継続した。１８時間後、反応生成物を試験し、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）による測定では、検出可能な残留未反応（未重合）ＭＡＨＭＰは存在しなかったが、残留ＮＶＰが存在したことが決定された。混合物をロータリーエバポレータに入れ、減圧下（３５〜５０ｍｍＨｇ）で５０℃にて水を除去した。粗生成物をメタノールに溶解し、濾過してあらゆる不溶性不純物を除去した。濾過液を濃縮して、およそ５０重量％ポリマー溶液にし（例えば、等容積のメタノール中、およそ８．５ｇの粗コポリマー産物生成物）、この溶液を、一定の撹拌下で５０（容積）過剰のＭＴＢＥ（メチルターシャリーブチルエーテル）でゆっくりと沈殿させたその後、沈殿を濾過し、ＭＴＢＥで洗浄し、一定の重量が観察されるまで、減圧下（３５〜５０ｍｍＨｇ）で４〜６時間にわたって５０℃にてロータリーエバポレータで乾燥した。コポリマー産物（試料ＩＳＯ９７５８−０４５）収率は、ＭＡＨＭＰおよびＮＶＰを一緒にした開始質量に対して４２％だった。
【０１４１】
実施例５：鉄結合活性に関するキレートコポリマー組成物の特徴付け
既知重量の金属キレートコポリマー組成物の試料を、中性ｐＨの水に溶解し、周囲温度にて最低２時間にわたって過剰なクエン酸鉄溶液と反応させ、鉄とポリマー含有ＭＡＨＭＰとの相互作用により発色する赤色を、分光光度計で４５０ｎｍにて測定した。遊離ＭＡＨＭＰと反応させた様々な既知量の鉄の標準物質を使用して、赤色が、コポリマー組成物に組み込まれたＭＡＨＭＰと鉄との結合に直接起因していたことを確認した。実施例４（Ｂ）と同様に調製した組成物について示されている鉄キレートコポリマー組成物の飽和曲線を、図５に示されているように作成した。この飽和曲線から、組成物の相対的鉄結合能を、４５０ｎｍでの最大吸光度をもたらし、イオンをさらに添加してもほとんど変化を示さない鉄の量として決定した。これに基づくと、実施例４（Ｂ）と同様に調製した組成物は、およそ１ｕｍｏｌ  Ｆｅ／ｍｇ組成物の鉄受容能力を有していた。この例は、鉄と結合した際のヒドロキシル−ピリジノンで生成される発色団に特徴的な４５０ｎｍの光を吸収する測定可能な発色団の鉄用量依存性発色を示す。したがって、これは、ＭＡＨＭＰがコポリマーに組み込まれたこと、およびそのように組み込まれたＭＡＨＭＰが鉄と結合することを示す。
【０１４２】
実施例６：生物学的活性に関するキレートコポリマー組成物の特徴付け
キレート組成物は、スタフィロコッカス・アウレウス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）（Ｍａｒｋ  Ｗｉｌｃｏｘ博士、ニューサウスウェールズ大学、オーストラリアから得た、角膜感染症の臨床分離株である菌株０３８、またはアメリカ培養細胞系統保存機関から得た、原型臨床分離株および基準菌株である菌株ＡＴＣＣ４３３００）およびカンジダ・アルビカンス（Ｃａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ）（アメリカ培養細胞系統保存機関から得た、原型臨床分離株および基準菌株であるＳＣ５３１４、またはＱｕｅｅｎ  Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ  ＩＩ病院、ハリファックス、カナダから得た、臨床分離株である菌株３９６９）の増殖阻害活性を決定することにより、それらの生物学的活性をｉｎ  ｖｉｔｒｏで評価した。微生物を、ＲＰＭＩ１６４０培養培地で増殖させ、ＲＰＭＩ１６４０培地の新鮮なアリコートで、またはＨｏｌｂｅｉｎおよびＭｉｒａの方法（Ｈｏｌｂｅｉｎ  Ｂ．Ｅ、Ｍｉｒａ  ｄｅ  Ｏｒｄｕｎａ  Ｒ．２０１０年、ＦＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｌｅｔｔ．３０７巻（１号）：１９〜２４頁、参照により本明細書に組み込まれる）により部分的に脱鉄されており、低い鉄レベルでのまたはこの脱鉄培地に既知濃度の鉄を再添加しての試験を可能にする培地で試験した。試験試料をチューブでインキュベートした場合は光学濃度により、または増殖をマイクロタイター皿ウェルで試験した場合は視覚的に３０℃での増殖を測定した。下記の表の結果は、実施例４（Ｂ）および（Ｃ）で調製した金属キレート組成物の阻害活性（４８時間のインキュベーション期間にわたって増殖を完全に抑制する最小阻止濃度（ＭＩＣ）として表されている）を示す。こうした結果は、組成物が増殖を阻害することを示し、また、阻害の度合いが、増殖培地で利用可能な鉄の量と関連しており、濃度がより高いほど、金属キレート組成物の阻害活性が低減されることを示す。したがって、こうした結果により、金属キレート組成物の活性が、それらの鉄キレート活性と関連し、組成物と結合した培養培地中の鉄は、病原性細菌および病原性真菌酵母の両方で、微生物増殖に必要な鉄としての要求を満たさなかったことが確認される。
【０１４３】
【表２】
2019526671.tif 000026
【０１４４】
実施例７：相対分子量を含む物理的特性に関する、キレートコポリマー組成物の特徴付け
キレート組成物を、以下の方法によりＰｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製ＰＬＧＰＣ５０機器を使用して、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で分析した。試料を、非水性分離物の場合はジメチルホルムアミド、または水性分離物の場合は０．２Ｍ硝酸ナトリウム水溶液のいずれかに、２．５ｍｇ／ｍＬで溶解した。非水性分離物の場合、試料（５０ｕＬ）をＪｏｒｄｉ  ＤＶＢ混合床にアプライし、５０℃にて０．８ｍＬ／分の流速のジメチルホルムアミドで溶出した。既知分子量の狭幅範囲のポリメチメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）標準物質を使用して系を較正し、試料を、相対分子量（ＭｎおよびＭｗ）およびさらに多分散指数ＰＤＩ（Ｍｗ／Ｍｎ）について分析した。水性分離物の場合、（１００ｕＬ）をＰＬ−アクアゲル混合ＯＨ３０床にアプライし、３０℃にて１．０ｍＬ／分の流速の０．２Ｍ硝酸ナトリウム水溶液で溶出した。既知分子量の狭幅範囲ポルビニルピロリドン（ＰＶＰ）標準物質を使用して、Ｍｎ、Ｍｗ、およびＰＤＩ（Ｍｗ／Ｍｎ）を決定するための水性分離物を較正した。この相対的ＧＰＣ分析は、比較的幅広い分子量分布を示し、この組成物の測定された多分散（Ｐｏｌｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）指数ＰＤＩは２．４だったが、狭い分布であれば、ＰＤＩは＜１．５であろう。フリーラジカル重合プロセスは、通常、より幅広い分布の分子量をもたらすことが十分に理解されている。また、この試料の相対的ＧＰＣ分析は、わずか３．７ｋＤａの平均分子量（Ｍｗ）を示したが、これは、実施例１３に記載されており、図６に示されているような代替ＧＰＣ法を使用してレーザ光散乱により組成物の真の分子量を測定すると、はるかにより高いことが見出された。この代替ＧＰＣ法により、この試料のＰＤＩは２．４であることも見出された。比較的高分子量の幅広いＭＷ分布を、図６に見ることができる。レーザ光散乱測定は、この試料の真のＭＷ（平均）が３２ｋＤａであること、つまり、この値が、相対的ＧＰＣ分析により、つまりＰＶＰ標準物質と比較して推定された値のおよそ１０倍であることを示した。この例は、バルクフリーラジカル重合技法で調製されたキレート組成物の分子量分布が非常に幅広いことを示す。
【０１４５】
実施例８：ＦＲＰ手順を使用してメチルアクリルアミドと共重合されたＭＡＨＭＰの形態の活性ピリジノン金属結合基を含む水可溶性コポリマーキレート組成物の合成
図７に示されているバルクＦＲＰ化学手順により調製した場合、このコポリマーは、上記の実施例４に記載されているコポリマーを含むピロリドンの場合に遭遇するものとはさらに異なる問題を示した。こうしたアクリルアミド含有組成物の重合は迅速であり、非常に高分子量の固体ゲル材料をもたらすことが多く、したがってそれらは水溶性ではなく、求められている所望の水溶性コポリマー組成物ではなかった。
【０１４６】
Ａ．合成を最適化する試み
ＭＡＨＭＰおよびアクリルアミドを含むコポリマー組成物の基本的ＦＲＰ合成手順が、図７に示されている化学成分を参照して下記に提供されている。
【０１４７】
実施例２と同様に調製したＭＡＨＭＰ、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドエチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（Ａ）（２．５ｍｍｏｌ、０．５９ｇ）を、５０℃にて、機械的撹拌機を有する２５０ｍＬフラスコ中の５０ｍＬ水（Ｅ）に溶解した。Ｎ，Ｎ−ジメチル−アクリルアミド（Ｂ）（５４ｍｍｏｌ、５．６ｍＬ）を、撹拌しながら添加し、混合物を室温に冷却した。過硫酸アンモニウム開始剤（Ｃ）（０．０５７ｇ）を添加し、フラスコを窒素で２０分間フラッシュした後、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン促進剤（ＴＭＥＤＡ）（Ｄ）（０．１ｍＬ）を添加し、４０℃で２時間にわたって重合を実施した。ポリマー溶液を、溶解度およびゲル不形成について観察した。この手順は、ほとんど常に、２時間の重合手順内でまたはＴＭＥＤＡ（Ｄ）の添加局面中にゲル形成をもたらした。アクリルアミドのホモ重合、つまりＭＡＨＭＰ（Ａ）を介在させない別々の試行を含む、別々の試行で種々の反応条件を変動させて、ゲル形成を回避することができるか否かを観察した。重合反応に使用される温度を４０℃から５℃と低い温度まで変更しても、典型的には、すべての場合で依然としてＴＭＥＤＡ促進剤の添加局面中にゲル形成がもたらされた。水（Ｅ）の量または開始剤（Ｃ）および促進剤（Ｂ）の化学量論比を調整することによる反応物の濃度の変更は、ゲル形成の回避に有用であるとは見出されなかった。驚くべきことには、ゲル形成は、下記に記載されているように、開始剤（Ｃ）および促進剤（Ｄ）の添加順序を変更することにより回避された。
【０１４８】
Ｂ．ＡＰＳおよびＴＭＥＤＡの逆添加による合成の最適化
ＭＡＨＭＰおよびアクリルアミドコポリマー組成物バッチ番号ＩＳ０９７３２−０４７の最適化されたＦＲＰプロセスが、下記で、図８に示されているＡ〜Ｅの化学成分を参照して記載されている。ここでは、重合促進作用剤ＴＭＥＤＡ（Ｄ）は、化学開始剤ＡＰＳ（Ｃ）の前に添加された。
【０１４９】
磁気撹拌機が装備されている３口２５０ｍＬ丸底フラスコにて、（２．５ｇ、０．０２５ｍｏｌ）Ｎ，Ｎ’−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）（Ｂ）、（０．５５ｇ、０．００２３ｍｏｌ）ＭＡＨＭＰ（Ａ）を、１４０ｍＬの脱イオン水（Ｅの一部分）に溶解し、混合物を、Ｎ２下で２０分間撹拌した。この混合物に、５ｍＬ脱イオン水（Ｅの一部分）中の（０．１５ｇ、０．００１２９ｍｏｌ）ＴＭＥＤＡ促進剤（Ｄ）を添加し、全混合物をＮ２で２０分間パージすることにより脱気した。脱気後、５ｍＬの脱気ＤＩ水（Ｅの一部分）中の（０．１０５ｇ、０．０００４６ｍｏｌ）過硫酸アンモニウム（開始剤）（Ｃ）を、フラスコ中の撹拌混合物に３０分かけて徐々に添加した。その後、混合物を、３０分間かけてゆっくりと４０℃に加熱し、反応を、Ｎ２下で２時間にわたって同じ温度で継続した。２時間後、反応生成物をロータリーエバポレータに入れ、減圧下（３５〜５０ｍｍＨｇ）で水を除去した。粗脱水生成物をメタノールに溶解し、濾過してあらゆる不溶性不純物を除去した。濾過液を、およそ５０重量％に濃縮し、このポリマー溶液を、一定の撹拌下で、過剰メチルターシャリ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）でゆっくりと沈殿させた。その後、沈殿物を濾過し、ｒｏｔｏｖａｐｏｒのフラスコ内で５０℃にて３５〜５０ｍｍＨｇ下で４〜６時間にわたって、重量が一定になるまで乾燥した。白色から淡黄色の産物コポリマーが得られた。また、この例には、このコポリマー組成物がＭＴＢＥ沈殿により精製および回収されたため、コポリマー産物を回収するための透析および凍結乾燥に代わる重要な代替法が示されている。コポリマー金属キレート組成物の総合的収量は２．６ｇであり、重量収率は、重合反応に供給されたＭＡＨＭＰおよびＤＭＡを一緒にした合計質量に対して８５％だった。このキレートコポリマー組成物の特徴は、下記の表に要約されている。このキレート組成物のＭＡＨＭＰ含有量を、実施例３に記載されている方法により決定し、その鉄結合特性を実施例５と同様に決定し、その生物学的活性を実施例６と同様に決定した。分子量ＭｎおよびＭｗならびにＰＤＩのＧＰＣ分析を、実施例７の方法により決定した。組成物は、鉄と結合し、Ｓ．アウレウスのその利用能を隔離することが見出された。この例は、開始剤および促進剤の逆添加が、重合のより良好な制御を提供し、ゲル形成を回避し、比較的高いＭＷを有する組成物を高収率で提供した。しかしながら、ＰＤＩは＞２．５だった。したがって、この産物組成物鎖のＭｗ分布はかなり幅広く、したがって、これは、ＦＲＰ合成化学を使用する際の問題の１つであることを示す。金属キレートコポリマー組成物の生成には、狭いＭＷ分布、つまり、より低いＰＤＩが有利だろう。
【０１５０】
【表３】
2019526671.tif 000027
【０１５１】
実施例９：ＲＡＦＴ手順を使用してビニル−ピロリドンまたはメチル−アクリルアミドと共重合された活性ピリジノン金属結合基を含む可溶性コポリマーキレート組成物の合成に好適なＲＡＦＴ剤の調製
好ましい水性ＲＡＦＴ重合手順に基づいて、候補ＲＡＦＴ剤の選択を絞り込み、図９の反応スキームに従って、下記に記載のように、例を実験室で調製した。
【０１５２】
ＲＡＦＴ−３：２−エトキシチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸エチルエステル（ＥＴＳＰＥ）
２口５０ｍＬ丸底フラスコに、（５ｇ、０．０３１２ｍｏｌ）エチルキサントゲン酸カリウムおよびエチル−２−ブロモプロピオネート（６．２ｇ、０．０３４３ｍｏｌ）を添加した。この混合物に、２０ｍＬエタノールを添加し、反応生成物を窒素雰囲気下で１２時間ＲＴにて撹拌した。反応混合中に形成された白色沈殿物（ＫＢｒ）を濾過して取り除き、濾過液を１５０ｍＬのエーテルで希釈した。エーテル溶液をＤＩ水４×２０ｍＬで洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ロータリーエバポレータに入れ、減圧下（０．０７５ｍｍＨｇ）で３０℃にて残留水を除去し、黄色液体を得た。この液体を、シリカゲルのカラムクロマトグラフィーにより、ヘキサン／酢酸エチル（９５：５）溶出を使用して精製し、油状黄色液体産物、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−プロピオン酸エチルエステル（ＥＴＳＰＥ）得た。
【０１５３】
ＲＡＦＴ−４：２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸（ＥＴＳＰＡ）
２口５０ｍＬ丸底フラスコに、（５．２７ｇ、０．０３２９ｍｏｌ）エチルキサントゲン酸カリウムおよび２−ブロモイソ酪酸（５．０ｇ、０．０２９９ｍｏｌ）を取り入れた。この混合物に、１４ｍＬの脱イオン水を添加し、混濁黄色溶液を、窒素雰囲気下で４８時間ＲＴにて撹拌した。反応後、水層を、およそ６ｍＬの濃ＨＣｌで酸性化し、４０ｍＬのジエチルエーテルで２回抽出した。およそ８０ｍＬの一緒にしたエーテル画分を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、その後、ロータリーエバポレータに入れ、減圧下（０．０７５ｍｍＨｇ）で３０℃にて黄色液体を得た。黄色油状残渣を、０℃に冷却して再結晶させた。その後、結晶を石油エーテルで洗浄し、固形物をエタノールに再溶解し、その後、脱イオン水を添加して再結晶させた。こうした結晶を濾過し、高真空下で乾燥して、産物２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸（ＥＴＳＰＡ）とした。
【０１５４】
ＲＡＦＴ−５：ポリ−ＤＭＡマクロ−ＣＴＡ（目標ポリアクリルアミド重合度は１５）
磁気撹拌子およびセプタムアダプターを装備した５０ｍＬ丸底フラスコに、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）（５ｇ、０．０５ｍｏｌ）、４−シアノ−４−［（ドデシルスルホニルチオカルボニル）スルファニル］ペンタン酸（ＣＴＡ）（０．８１３４ｇ、０．００２ｍｏｌ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）（０．１０８ｇ、０．０００６６ｍｏｌ）、およびジオキサン１５ｍＬを添加した。反応混合物の溶解を可能にし、その後、アルゴンでパージして重合混合物を脱気した。その後、フラスコをゴムセプタムで密封し、６０℃で４時間加熱した。粗ポリマーを、過剰のＭＴＢＥに沈殿させ、メタノールに再溶解し、過剰のＭＴＢＥで再び沈殿させた。その後、沈殿物を濾過し、５０℃の減圧下（３５〜５０ｍｍＨｇ）で４から６時間にわたって、産物ポリ−ＤＭＡマクロ−ＣＴＡの重量が一定になるのが観察されるまでｒｏｔｏｖａｐｏｒで乾燥した。
【０１５５】
上記のＲＡＦＴ剤を、それらが水に容易に可溶性であるかを試験するための例として選択した。水溶性は低いが有機系に可溶性であるＲＡＦＴ剤を使用した非水性ＲＡＦＴ重合スキームも可能であり、非水性合成媒体から回収した後で、本明細書に開示されている使用目的のための水系に十分に可溶性であるキレート組成物を産出することが可能である。
【０１５６】
実施例１０：重合および得られるコポリマーＭＷの制御に対する適合性に関するＲＡＦＴ剤の試験
まず、ＲＡＦＴ剤３および４を、以下の手順により、アクリルアミドのホモ重合を使用した水性重合を誘導するための能力に関して試験した。試験した追加のＲＡＦＴ剤には、市販の４−シアノ−４−［（ドデシルスルファニルチオカルボニル）スルファニル］ペンタン酸（ＣＴＡ、下記の試験ではＲＡＦＴ−１と称されている）およびビス（カルボキシメチル）トリチオカルボネート（下記の試験ではＲＡＦＴ−２と称されている）が含まれていた。各ＲＡＦＴ剤は、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）の重合を、同じ化学量論比のＤＭＡ：ＲＡＦＴ：ＡＰＳ：ＴＭＥＤＡを使用して比較した。こうしたＲＡＦＴ媒介性アクリルアミドホモ重合試験の結果は、下記の表に要約されている。
【０１５７】
【表４】
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【０１５８】
こうした結果により、水に可溶性ではないＲＡＦＴ剤は、水性ＲＡＦＴ重合に有用ではないことが確認された。なお、ここでも、上記のＲＡＦＴ剤は、それらが水に容易に可溶性であるかを試験するための例として選択した。水溶性は低いが有機系に可溶性であるＲＡＦＴ剤を使用した非水性ＲＡＦＴ重合スキームも可能であり、非水性合成媒体から回収した後で、本明細書に開示されている使用目的のための水系に十分に可溶性であるキレート組成物を産出することが可能である。加えて、従来の作用剤ＲＡＦＴ−２、ビス（カルボキシメチル）トリチオカルボネートは、非常に幅広いＭＷ分布のアクリルアミドポリマーをもたらし、意図されているコポリマー組成物合成に好適ではなかったことを示した。ＲＡＦＴ−３およびＲＡＦＴ−４は両方とも、効率的な重合を提供し、水溶解度を保持するために十分に低いＭＷ、つまりおよそ３０ｋＤａ以下のポリマー産物を形成した。また、両ＲＡＦＴ剤は、かなり狭いＭＷ分布（ＰＤＩ≦１．４５）を提供し、これらＲＡＦＴ剤の両方がＭＡＨＭＰ−アクリルアミドまたはＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマーとの共重合合成の潜在能力を有することを示した。
【０１５９】
実施例１１：ＲＡＦＴ手順を使用してジメチルメチルアクリルアミドと共重合されたＭＡＨＭＰの形態の活性ピリジノン金属結合基を含むコポリマーキレート組成物の合成
Ａ．典型的なＲＡＦＴ重合手順
合成（バッチ番号ＩＳ０９７５８−０３１）は、図１０（Ａ）に示されている反応物を参照する。磁気撹拌機が装備されている２口５０ｍＬ丸底フラスコにて、（４．０ｇ、０．４０３５ｍｏｌ）Ｎ，Ｎ’−ジメチルアクリルアミド（Ｂ）および（０．４４ｇ、０．００１８ｍｏｌ）ＭＡＨＭＰ（Ａ）を、１０ｍＬの脱イオン水（Ｅの一部分）に溶解し、混合物を、Ｎ２下で２０分間撹拌した。この混合物に、ＲＡＦＴ−４（０．０１１ｇ、５．２７Ｅ−５ｍｏｌ）（Ｆ）および（０．０１０ｇ、８．９６Ｅ−５ｍｏｌ）テトラメチルエチレンジアミン（Ｄ）（促進剤）を添加し、混合物をＮ２で２０分間パージすることにより脱気した。脱気後、過硫酸アンモニウム開始剤（Ｃ）（０．０３４ｇ、１．４７Ｅ−４ｍｏｌ）を、反応混合物に添加した。その後、混合物を、４０℃に加熱し、反応を、Ｎ２下で１８時間にわたって同じ温度で継続した。１８時間後、反応生成物を、減圧下でロータリーエバポレータに入れ、水を除去した。粗生成物をメタノールに溶解し、濾過してあらゆる不溶性不純物を除去した。濾過液を濃縮して、およそ５０重量％のポリマー溶液にし、この溶液を、一定の撹拌下で５０容積過剰のＭＴＢＥ（メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル）でゆっくりと沈殿させた。その後、沈殿物を濾過し、３５〜５０ｍｍＨｇ下で５０℃にて４〜６時間にわたって、一定の重量が観察されるまでロータリーエバポレータで乾燥して、白色から微かに黄色の産物ＭＡＨＭＰ−アクリルアミドコポリマー試料ＩＳＯ９７５８−０３１を得た。
【０１６０】
Ｂ．異なるＲＡＦＴ剤の比較
上記の合成手順を繰り返したが、代替ＲＡＦＴ剤を用いて、どのＲＡＦＴ剤が、モノマー（Ａ）および（Ｂ）のコポリマー産物への変換の産物分子量に関して最も高いレベルの制御を提供することができるかを確立した。得られたコポリマー組成物の特徴を、上記の実施例１１Ａで調製したバッチＩＳＯ９７５８−０３１ａの特徴と比較した。こうした試験は、ＲＡＦＴ−３およびＲＡＦＴ−４の性能は同様であったが、ＲＡＦＴ−５は、ＭＡＨＭＰ使用の保証にそれほど有用ではなかったことを示した。ＲＡＦＴ−３およびＲＡＦＴ−４により媒介されるＭＡＨＭＰのコポリマーへの組込みは、重合に供給されたＭＡＨＭＰの＞７０％であったが、ＲＡＦＴ−５媒介性コポリマー産物の場合、この組込みは＜６０％に低下した。こうした結果は、ＲＡＦＴ−３およびＲＡＦＴ−４が、水溶性ＭＡＨＭＰ−アクリルアミドコポリマーチーティング（ｃｈｅａｔｉｎｇ）組成物の調製に好ましいＲＡＦＴ剤であることを示した。得られたコポリマー組成物は、水に可溶性であり、ＲＡＦＴ−３またはＲＡＦＴ−４媒介性重合の場合、２０ｋＤａ付近の平均分子量（Ｍｗ）を有していた。また、Ｍｗは、ＲＡＦＴ−５媒介性重合の場合、実質的により低かった。
【０１６１】
【表５】
2019526671.tif 000029
【０１６２】
Ｃ．より高分子量のＭＡＨＭＰ−アクリルアミドコポリマーを達成するための最適化
一連の重合試験は、上記のＡに詳述されている合成手順を使用したが、ＭＡＨＭＰの導入を改変した、ＭＡＨＭＰおよびアクリルアミドのＲＡＦＴ−４媒介性重合で実施した。ＭＡＨＭＰは、恐らくは、重合進行に必要なラジカルを受け取り、したがって成長中のコポリマー鎖の早期終了により重合進行を妨害するその化学的能力に関連して、重合を妨害することが見出された。合成手順は、ＭＡＨＭＰを初期反応混合物に添加しなかったことを除いて、上記（Ａ）と同様に実施した。より正確に言えば、ＭＡＨＭＰは、２つの方法で実際の重合中に導入した。一方の試験では、ＭＡＨＭＰの半分を、上記Ａの手順と同様に初期添加し、他方の半分を、重合開始１分後に添加した。第２の試験では、ＭＡＨＭＰを、ＤＭＡと共に使用される水の一部分に別々に溶解し、それを脱気し、その後、このＭＡＨＭＰ／ＤＭＡ混合物を、２つの等しい部分に分けて添加した。第１の部分は、反応開始０．５時間後に添加し、第２の部分は、１時間の時点で添加した。このようにＭＡＨＭＰを溶液に連続導入する技法は、異なる比の反応物でも試験した。こうした試験の結果は、下記の表に示されている。固体ＭＡＨＭＰを添加すると、バッチＩＳ０９７３３−２６で観察することができるように、ＭＡＨＭＰのコポリマーへの組込みが非常に低くなった。これは、系異質性により引き起こされた可能性が高い。ＤＭＡを共に含む溶液として、つまり２つの部分に分けて系に添加される可溶化混合物としてＭＡＨＭＰを添加すると、得られたコポリマーへの６０％ＭＡＨＭＰ組込みが決定されたバッチＩＳ０９８６５−００７およびＩＳ０９８６５−００６）で観察されたように、２つの異なるＤＭＡ対ＭＡＨＭＰ比においてＭＡＨＭＰ組込みの向上がもたらされた。こうした観察は、この系におけるＭＡＨＭＰの阻害効果は、重合の模倣（ｉｍｉｔａｔｉｏｎ）時にすべてを添加するのではなく、重合プロセス中にＭＡＨＭＰを部分に分けて添加して重合の経過中のその有効濃度を低下させることにより低減させることができることを示した。
【０１６３】
【表６】
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【０１６４】
実施例１２：ＲＡＦＴ手順を使用してビニル−ピロリドンと共重合されたＭＡＨＭＰの形態の活性ピリジノン金属結合基を含む可溶性コポリマーキレート組成物の合成
Ａ．典型的な最適化されたＲＡＦＴ重合手順
この例（バッチ番号ＩＳ０９８６５−０２５）は、一般に、モノマーのコポリマー産物への高収率変換を得る点で最適化された合成条件を示し、図１０Ｂで参照されている。磁気撹拌機および環流冷却器が装備されている２口５０ｍＬ丸底フラスコにて、（３．５ｇ、０．０３１５ｍｏｌ）Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（Ｂ）および（０．２５ｇ、０．００１０６ｍｏｌ）ＭＡＨＭＰ（Ａ）を、４ｍＬの脱イオン水（Ｅ）に溶解し、混合物を、Ｎ２下で２０分間撹拌した。この混合物に、（０．１３６ｇ、０．０００６５２ｍｏｌ）ＲＡＦＴ剤、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸（ＥＴＳＰＡ）（Ｆ）、および（０．２２７ｇ、０．０．００１９５ｍｏｌ）ＴＭＥＤＡ（促進剤（Ｄ））を添加し、全混合物をＮ２で２０分間パージすることにより脱気した。脱気後、ターシャリーブチルヒドロペルオキシド（０．３５ｇ、０．００３８８ｍｏｌ）（開始剤（Ｃ））を混合物に添加した。その後、混合物を、４０℃に加熱し、反応を、Ｎ２下で１８時間にわたって同じ温度で継続した。１８時間後、反応生成物をロータリーエバポレータに入れ、減圧下で水を除去した。粗生成物をメタノールに溶解し、濾過してあらゆる不溶性不純物を除去し、濾過液を、濃縮しておよそ５０重量％のポリマー溶液にした。その後、この溶液を、５０容積過剰のＭＴＢＥを用いて一定の撹拌下でゆっくりと沈殿させた。その後、沈殿物を濾過し、３５〜５０ｍｍＨｇ下で５０℃にて４〜６時間にわたって、産物コポリマー（バッチＩＳＯ９８６５−０２５）の重量が一定になるのが観察されるまで、ロータリーエバポレータで乾燥した。ＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマーの質量収率は、重合反応に初期供給されたモノマー（Ａ＋Ｂ）の質量に対して８０％だった。コポリマーは、実施例３の方法を使用して１Ｈ  ＮＭＲ分光法により決定したところ、５．７％のＭＡＨＭＰ含有量を含むことが見出された。金属キレートコポリマーは、実施例７のＧＰＣ分析法を使用したところ、７．３ｋＤａの分子量（Ｍｗ）を有し、ＰＤＩ（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．７だったことが見出された。このコポリマーの生物学的活性は、実施例６の方法を使用して試験したところ、Ｓ．アウレウスおよびＣ．アルビカンスの両方で、２μｇ／ｍＬのＭＩＣを示した。
【０１６５】
その代わりに、さらなる実施形態では、水の除去後に粗ポリマー生成物を過剰量の濃ＨＣｌで処理することにより、ベンジルエーテルヒドロキシル保護基を、重合後に除去してもよい。その後、得られた溶液を、室温で撹拌したままにしておき、ポリマー溶液の連続アリコートの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを経時的に収集することにより、保護基除去の度合いをモニターしてもよい。保護基を完全に除去したら、１０％ＮａＨＣＯ３を使用することにより、溶液のｐＨを中性に調整し、過剰量のアセトンを添加することによりポリマー生成物を沈殿させてもよい。その後、粗生成物を収集し、メタノールに溶解してもよく、それからポリマーを精製するステップを、上記に記載されているように継続することになる。
【０１６６】
Ｂ．重合の代替的開始剤の試験
共重合のための２つの異なる開始剤系の相対的効率を比較した。これは、上記の例Ａと同様に使用された開始剤ターシャリーブチルヒドロペルオキシド（ＴＢＨＰ）と比較して、実施例４に記載されているＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマー組成物のＦＲＰ合成に有用であることが見出されたＡＰＳを含んでいた。こうした試験の結果は、下記の表に示されている。両試験には、上記のＡと同じ反応手順を使用した（つまり、ＭＡＨＭＰ（Ａ）：ＮＶＰ（Ｂ）比は、１：３０）。バッチＩＳＯ９７５８−０６２の場合、開始剤（Ｃ）ＴＢＨＰの代わりに、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）を使用した。
【０１６７】
【表７】
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【０１６８】
ＡＰＳ開始剤を使用した場合、全収率低下が観察され、コポリマーのＭｗはより大きく、ＭＡＨＭＰ含有量は増加した。
【０１６９】
Ｃ．ＭＡＨＭＰ：ＮＶＰモノマー比の最適化
図１０Ｂを参照すると、全体の合計モノマー（Ａ＋Ｂ）含有量を重合反応に対して５０当量に保持し、他の化学成分（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、および（Ｆ）を、各試行で同じに維持しつつ、金属チーティングモノマーＭＡＨＭＰ（Ａ）のコモノマーＮＶＰ（Ｂ）に対する比を変化させたこと以外は、実施例Ａ（上記）の手順を使用して、一連の試験重合を実施した。下記の表の結果は、重合に供給されたＭＡＨＭＰ（Ａ）の量が、ＮＶＰ（Ｂ）に対して増加すると共に、全コポリマー収率は減少したが、産物コポリマー中のＭＡＨＭＰ含有量の割合は増加したことを示した。理想的には、キレートコポリマー組成物の場合、高い金属結合能力を有する点で、１０〜２０％のコポリマーＭＡＨＭＰ含有量が好ましい。しかしながら、効率的なモノマー使用には、高いコポリマー収率を保持することも、非常に重要である。ＲＡＦＴ剤４、２−エトキシチオカルボニルスルファニル−２−メチル−プロピオン酸（ＥＴＳＰＡ）を使用したＲＡＦＴ媒介性重合は、かなり狭い分子量分布のコポリマー産物を提供し、組成物の平均Ｍｗは、異なるＭＡＨＭＰ：ＮＶＰ条件でも、ある程度類似していたことが見出された。こうした結果に基づくと、１：１０〜１：１５のＭＡＨＭＰ：ＮＶＰ比が、最も良好な全ＭＡＨＭＰ含有量（１０〜１５％）を提供しつつ、１．４〜２．０付近のＰＤＩでおよそ８０％の産物収率を保持すると考えられる。
【０１７０】
【表８】
2019526671.tif 000032
【０１７１】
Ｄ．最適化条件下での反復精度
ＭＡＨＭＰ−ＮＶＰを共重合して金属キレート組成物を形成する反復精度を試験するための一連の重合試験を、上記の例Ｃで実施したように、１：１５および１：１０の２つのＭＡＨＭＰ：ＮＶＰ比にて二重重複で実施した。結果は、下記の表に示されている。
【０１７２】
【表９】
2019526671.tif 000033
【０１７３】
こうした結果は、上記の例Ｃの反復精度を確認し、１：１０〜１：１５のＭＡＨＭＰ：ＮＶＰ比が、＞８０％の高いコポリマー産物収率、ＰＤＩが低く（１．５〜１．８）３ｋＤａよりも大きな産物コポリマーＭｗ、および９．６〜１５．３％（ｗ／ｗ）のコポリマー産物のＭＡＨＭＰ含有量をもたらしたことを示した。
【０１７４】
実施例１３：ＦＲＰおよびＲＡＦＴで調製したコポリマーの真の分子量および分子量分布の比較
既知分子量の標準物質を基準にして推定される分子量（Ｍｎ（分子量数平均およびＭｗ、平均分子の両方）および分子分布（Ｍｗ／ＭｎとしてのＰＤＩ）について、実施例７と同様のコポリマーの調査を、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により実施した。そのため、そのようなＭｗは、相対的な評価に過ぎず、したがって、真のＭｗ値ではないだろう。ＧＰＣ分析は、分離および溶出された材料の粘度、屈折率、紫外光吸収、および小角レーザ光散乱を同時に測定するために４つの個別の検出器が取り付けられたＭａｌｖｅｒｎ社製ＧＰＣ装置を使用して、実施例３、８、１１、および１２で得られた種々のコポリマー産物試料について実施した。屈折率および粘度は両方とも、ＧＰＣにより分離された材料の相対的質量の検出器であり、紫外線吸収は、分離された材料の相対的ＭＡＨＭＰ含有量を検出するだろう。レーザ光散乱（ＬＳ）は、コポリマーの絶対的分子量の測定を可能にする。コポリマー試料の絶対的ＭＷは、角度θで散乱した光の強度（Ｒθ）がＭＷに比例するという、静的光散乱に関するレイリー理論に従って測定した。ＬＳとＭＷとの関係性は、Ｚｉｍｍ式により記述され、式中、光学定数Ｋは、（ｄｎ／ｄｃ）２に依存し、散乱光の強度（Ｒθ）と関連付けられる。
【０１７５】
【数１】
2019526671.tif 000034
式中、Ｋ＝光学定数、ｃ＝濃度、Ｒθ＝レイリー散乱係数（光散乱強度）、Ｍｗ＝分子量、Ｐ（θ）＝粒子散乱係数、Ａｉ＝ビリアル係数、ｎ＝屈折率、λ＝入射レーザビームの真空波長、ＮＡ＝アボガドロ数（ｍｏｌ−１）、およびｄｎ／ｄｃ＝屈折率増分
【０１７６】
コポリマーの絶対的ＭＷを決定する場合、ＧＰＣシステムＯｍｎｉＳＥＣソフトウェアで、対応するモノマーのｄｎ／ｄｃ値に基づき実際のｄｎ／ｄｃ値を生成した。ＲＩ検出器は、ホモ−ポリマーＰＶＰおよびＭＡＨＭＰモノマーを含む較正材料のｄｎ／ｄｃ値の測定を可能にし、ＰＶＰの場合は０．１２１８±０．０００５ｍＬ／ｇの、ＭＡＨＭＰの場合は０．１９５８±０．００１６ｍＬ／ｇのｄｎ／ｄｃ値を提供した。０．２Ｍ  ＮａＮＯ３溶液中のホモ−ポリアクリルアミドの０．１４２０ｍＬ／ｇのｄｎ／ｄｃ値は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから得た。コポリマーのＭＡＨＭＰ含有量の組成分析は、２８０ｎｍでの紫外線（ＵＶ）吸光度を測定することにより実施した。ポリアクリルアミドホモポリマーは、２８０ｎｍで検出可能なＵＶ吸光度を示さず、ＰＶＰホモ−ポリマーは、ＵＶ吸光度が無視できる程度であり、ウシ血清アルブミンタンパク質校正標準物質と比較した相対的ｄＡ／ｄｃ値が４．７６％だった。ＭＡＨＭＰは、非常に強いＵＶ吸光度を示し、ＢＳＡ標準物質で得られたものと比較して非常に高い相対的ｄＡ／ｄｃ値を示した。
【０１７７】
ＧＰＣで分離したコポリマー組成物をこうした検出器で分析することにより、こうしたコポリマー組成物のサイズ分布および化学組成に関する有用な情報が提供された。図１１（Ａ）は、実施例４Ｂから得られたＦＲＰ調製ＭＡＨＭＰ−ＮＶＰコポリマーおよび実施例１２Ａから得られたＲＡＦＴ調製ＭＡＨＭＰ−ＮＶＰコポリマー（１１Ｂ）の検出器応答を併記した溶出プロファイルを示す。実施例４Ｂ（図１１Ａ）で調製したＦＲＰ処理ＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマー試料の分子量分布がより幅広く、平均Ｍｗがより高いことは、実施例１２Ａ（図１１Ｂ）で調製したＦＲＰ処理組成物と比較することにより理解することができる。ＦＲＰ処理コポリマーは、実施例４Ｂで調製したＦＲＰ処理ＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマー試料について図１２Ａに示されているように、Ｍｗが異なるコポリマー材料の２つの幅広いピークを有するように見えた。これは、実施例１２Ａから得られたＲＡＦＴ調製ＭＡＨＭＰ−ＮＶＰコポリマーについて図１２Ｂに示されている分布と対照的だった。分子量に対する固有粘度の調査は、分子量が増加すると共に粘度が増加することを明らかにした。紫外光吸収により測定したＭＡＨＭＰ含有量は、ＦＲＰ調製コポリマーおよびＲＡＦＴ調製コポリマーの両方で、分子量分布にわたって比較的均一なＭＡＨＭＰ含有量を示した。こうした結果は、ＭＡＨＭＰピロリドンコポリマーが、こうした２つのモノマー単位のランダムコポリマーであり、ＭＡＨＭＰ含有量が、ＦＲＰ調製コポリマーおよびＲＡＦＴ調製コポリマーの両方で、コポリマー分子量分布にわたって均一に分布していたことを示唆した。同様の知見が、図１３の２つの追加の試料について示されているように、ピロリドンまたはアクリルアミドのいずれかを有するＭＡＨＭＰで構成された他のコポリマーで得られた。ＭＡＨＭＰ／ＤＭＡ溶液を２つの部分に分けてＭＡＨＭＰ添加した実施例１１Ｃで得られたＭＡＨＭＰ−アクリルアミドコポリマーの試料（試料ＦＳ９７５８−０３７）は、図１３Ａに示されているように、平均Ｍｗが７６．４ｋＤａであり、コポリマー鎖の分子量分布は比較的狭いことが見出された。また、この試料のＭＡＨＭＰ含有量は、図１３Ｃに示されているように、コポリマー分子のサイズ範囲にわたって均一に、つまりランダムに分布していた。図１３Ｃにも示されているように、比較的高分子量であり、それに応じてより高い粘度を有するそのような金属キレートコポリマーは、より低い分子量組成物よりも、粘膜または身体の他の表面への塗布により好適であり得る。その場合、かさ高さおよびより高い粘度などの金属キレートコポリマーの物理的特性は、塗布部位におけるその物理的滞留時間を増加させるように作用するだろう。
【０１７８】
実施例１２Ａと同じ方法で調製したＲＡＦＴ調製ＭＡＨＭＰ−ピロリドンコポリマー組成物（ＦＳ１０９１２−０５８）の追加の試料を、図１３Ｂおよび図１３Ｄに示されているように分析した。それによると、ＭＡＨＭＰコポリマーの合成に再現性があることも明らかである。この試料のコポリマー分子のサイズ範囲にわたる分子量分布、粘度プロファイル、およびＭＡＨＭＰ含有量の均一性は、図１１Ｂおよび図１２Ｂに示されているように、同様に調製した試料の特徴と類似していた。
【０１７９】
レーザ光散乱により決定した金属キレートコポリマー組成物の真の分子量は、下記の表に要約されているように、実施例７の方法により決定した相対分子量決定により示されたものよりも、実質的により大きいことが見出された。ＰＤＩ値は、両ＧＰＣ法で類似しており、２つのＧＰＣカラムシステムによる試料のサイズ分離が同様であることを示した。しかしながら、真のＭｗは、ＲＡＦＴ調製コポリマーの場合、（較正標準物質に対する）相対的Ｍｗ決定を使用して推定されたものよりも、平均で４．５倍大きかった。実施例３と同様に１Ｈ  ＮＭＲ分光法により、および紫外線吸収測定により決定したＭＡＨＭＰ含有量は、適度なレベルの一致を示したが、下記の表からわかるようにすべての場合でそうである訳ではなかった。
【０１８０】
【表１０】
2019526671.tif 000035
【０１８１】
実施例１４：金属結合組成物からのＲＡＦＴ剤の除去
ＲＡＦＴプロセスにより調製された金属キレートポリマー鎖の一方の末端に存在するＲＡＦＴ剤の一部分または全体の除去は、ポリマーの硫黄含有量を低減するために望ましい場合がある。実施例１２で調製したキレートポリマー組成物からのＲＡＦＴ剤の部分的除去を、図１４に示されているように、３つの異なる方法を使用して、つまりアミノリシスにより、熱処理により、および穏やかな還元剤である水素化ホウ素ナトリウムにより試験した。
【０１８２】
キレートポリマー組成物（９７３２−０７５）の試料の熱分解は、まず１５０℃での熱処理で行ったが、熱重量分析により測定したところ、硫黄含有量の喪失はなく、元素分析は硫黄含有量の喪失を示さなかった。その後、１８０℃で熱分解を実施した。５時間の加熱後、硫黄含有量は、０．５３％（ｗ／ｗ）から０．１６％（ｗ／ｗ）へと低減された。この熱処理は、硫黄含有量を約５０％低減させた。これは、図１６（２）に示されている反応スキームおよび産物で一貫していた。また、熱処理の代替としてアミノリシスを試験した。キレート組成物（９８６５−０４０または９８６５−０４４）を、室温にて２４時間にわたってジクロロメタン中のキシル−アミンで処理し、その後、処理した組成物を回収し、下記の表に示されているように、実施例３の方法を使用して、そのＭＡＨＭＰ含有量ならびに元素Ｃ、Ｈ、Ｎ、およびＳの含有量を未処理組成物の試料と比較して分析した。また、実施例６の方法を使用してＳ．アウレウスに対するＭＩＣ値を決定することにより、試料の生物学的活性を試験した。下記の表の結果は、アミノリシス処理後にキレート組成物から硫黄が除去され、硫黄含有量が０．５％から０．４％へと低下したこと示す。組成物のアミノリシス処理によるＭＡＨＭＰ含有量または生物学的活性の喪失はなかった。アミノリシス処理により、組成物の硫黄含有量のおよそ２０％が除去されたが、図１４に示されている処理後の構造が完全に形成されれば、５０％の初期硫黄含有量の喪失が示されると予想することができる。
【０１８３】
【表１１】
2019526671.tif 000036
【０１８４】
ＲＡＦＴ剤を除去するための代替方法を、Ｚｅｌｉｋｉｎら（Ｚｅｌｉｋｉｎ，Ａ．Ｎ．；Ｓｕｃｈ，Ｇ．Ｋ．；Ｐｏｓｔｍａ，Ａ．；Ｃａｒｕｓｏ，Ｆ．；「Ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）  ｆｏｒ  Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｌｉｇａｎｄ  Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ」、Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、２００７年、８巻、２９５０〜２９５３頁）の手順の変法を使用して試験した。コポリマー試料（０．２ｍｇ）を脱イオン水（１６ｍＬ）に溶解した。その後、溶液を、針を通したＮ２ガスで１０分間飽和した。この溶液に、水素化ホウ素ナトリウム（２Ｎ、４ｍＬ）を室温で滴加した。それにより激しい気泡が生じた。得られた混合物を室温で一晩撹拌したままにしておいた。過剰量の水素化ホウ素ナトリウムを濃塩酸と反応させ、２Ｎの水酸化ナトリウムを使用して、溶液のｐＨを８に調整した。その後、水を真空中で除去し、ベージュ色の薄膜を得た。その後、薄膜を、脱イオン水（１６ｍＬ）に再溶解し、３．５ｋＤａの孔径を有する膜で２日間水に対して透析した。
【０１８５】
実施例１５：微生物細胞に対する金属キレートコポリマーの活性は、構造に組み込まれた金属結合モノマーの量と関連する
実施例１２Ｃと同様に調製した、ポリマー構造に組み込まれたＭＡＨＭＰの量が異なるキレート組成物を、スタフィロコッカス・アウレウス増殖の阻害活性について、実施例６に記載されている方法を使用して試験した。下記の表に示されている結果は、ポリマーキレート組成物に組み込まれたＭＡＨＭＰの量と、細菌に対するキレート組成物の活性との間に直接的な関係性があることを示す。示されている３つの組成物は、実施例７に記載されているように相対的な従来のＧＰＣにより測定したところ、２〜４ｋＤａ付近のいくらか類似した相対分子量および比較的低いＰＤＩを有していた。また、細菌細胞の増殖を阻害する組成物の活性を、ＭＡＨＭＰ単独、つまり遊離しており、キレート組成物に組み込まれていないＭＡＨＭＰと比較した。また、この例は、キレート組成物の活性が比較的高いこと（細菌に対するＭＩＣが低いこと）およびキレート組成物の構造の一部として組み込まれていない場合の遊離ＭＡＨＭＰ鉄結合分子に対する活性が比較的低いこと（それに応じてＭＩＣが高いこと）を示す。キレート組成物はすべて、１５００Ｄａ分子量よりも大きく、増殖阻害を引き起こす細菌細胞に対する活性を示した。
【０１８６】
【表１２】
2019526671.tif 000037
【０１８７】
実施例１６：＞２および≦１２個の炭素単位の炭素鎖を含むＲを有する３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン化合物の調製
Ａ．Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミドの合成（図１５Ａ）。
Ｎ−ヒドロキシサクシニミドメタクリレート（１００ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）を、窒素雰囲気下で２５ｍＬのシュレンクチューブに添加した。これに、１０ｍＬの無水ＴＨＦを撹拌しながら添加した。得られた混合物を０℃に冷却した。冷却した混合物に、１，３−プロパンジアミン（０．２８ｍＬ、２．７ｍｍｏｌ）を注射器で添加し、その際に白色沈殿物が直ちに生じた。反応混合物が室温に加温されることを可能にし、一晩撹拌した。翌日、白色沈殿物を重力濾過により濾過して取り除き、ＴＨＦ（３×１０ｍＬ）で洗浄した。濾過液およびＴＨＦ洗液を収集し、溶媒を減圧下で除去して、透明な油状物を得た。ｄ６−ＤＭＳＯ中での１Ｈ  ＮＭＲスペクトルにより、粗油状物は、１，３−プロパンジアミン、Ｎ、Ｎ’−１，３−プロパンジイルビス（２−メチル−２−プロペンアミド）、およびＮ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミドの混合物であることが特定された。１Ｈ  ＮＭＲスペクトルによると、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミドは、Ｎ，Ｎ’−１，３−プロパンジイルビス（２−メチル−２−プロペンアミド）に対して９０％だった。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ８．００（ｂｓ、１Ｈ）５．６２（ｓ、１Ｈ）、５．３０（ｓ、１Ｈ）、３．１５（ｑ、２Ｈ）、１．８５（ｓ、３Ｈ）、１．４９（ｐｅｎｔ、２Ｈ）、１．４３〜１．１６＊（ｍ、２Ｈ）。＊シグナルは、１，３−プロパンジアミンのシグナルとオーバーラップしていた。
【０１８８】
ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル保護基（Ｂｏｃ）を、図１５Ｂに示されている基本手順による合成３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンに向けて、アルカンジイルジアミンのアミン基を保護するために使用した。１，８−ジアミノオクタンのＢｏｃ−保護から開始した代表的な例が、下記に記載されている（Ｍａｒｉｓ  Ｃｉｎｅｌｌｉら、Ｂｉｏｏｒｇ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．、２００９年、１７巻（２０号）、７１４５〜７１５５の手順を採用）。
【０１８９】
Ｂ．３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドオクチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンの合成（図１５Ｂに示されている基本手順）。
ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジカルボネート（４０ｍＬのＣＨＣｌ３中、１．９ｇ、８．７ｍｍｏｌ）を、ＣＨＣｌ３（２００ｍＬ）中の１，８−ジアミノオクタン（６．３ｇ  ｍＬ、４４ｍｍｏｌ）溶液に、室温で１時間かけて滴加し、一晩撹拌した。その後、溶液をＣＨＣｌ３（１００ｍＬ）で希釈し、飽和Ｋ２ＣＯ３（２×５０ｍＬ）で、その後Ｈ２Ｏ（２×５０ｍＬ）で洗浄した。有機層を分離し、ＭｇＳＯ４で乾燥し、真空中で濃縮した。その後、粗粘性溶液を、ＳｉＯ２に吸着させ、カラムクロマトグラフィーで精製し、ＣＨＣｌ３中１０％ＭｅＯＨ／１％ＮＥｔ３で溶出して、Ｂｏｃ保護１，８−ジアミノオクタンを、無色透明の油状物（１．９ｇ）として９０％の収率で得た（図１５Ｂのステップ１）。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ３．３５（ｂｓ、１Ｈ）、２．８８（ｑ、２Ｈ）、２．４９（ｔ、２Ｈ）、１．３７（ｓ、９Ｈ）、１．３５〜１．２８（ｍ、４Ｈ）、１．２７〜１．１３（ｍ、８Ｈ）。Ｂｏｃ保護１，８−ジアミノオクタン（１．９ｇ）を、ＭｅＯＨ：Ｈ２Ｏ（１．５：１  ５０ｍＬ）に溶解した。得られた溶液を、ＭｅＯＨ：Ｈ２Ｏ（１．５：１、５０ｍＬ）中の３−ベンジルオキシ−２−メチル−４−ピロン（１．６８ｇ、７．８ｍｍｏｌ）撹拌溶液に添加した。５分間撹拌した後、反応混合物に、２Ｎ  ＮａＯＨ溶液（１０ｍＬ）を投入した。最終溶液を９０℃で２時間加熱した。反応混合物を室温に冷却し、溶媒を減圧下で除去した。その後、得られた油状残渣を、水（５０ｍＬ）で希釈し、２Ｎ  ＨＣｌでｐＨを７．０に維持した。その後、水層を塩化メチレン（３×２５ｍＬ）で抽出した。その後、有機層を収集し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、その後、減圧下で濃縮して、茶色油状物（２．９ｇ）を８５％収率で得た。１Ｈ  ＮＭＲ分光法により、Ｎ−Ｂｏｃ−（２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）オクチル）−カルバメートの構造が確認された（図１５Ｂのステップ２）。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ７．４０（ｄ、１Ｈ）、７．３８〜７．２９（ｍ、５Ｈ）、６．７７（ｂｓ、１Ｈ）、６．１３（ｄ、１Ｈ）、５．０２（ｓ、２Ｈ）、３．８４（ｔ、２Ｈ）、２．８８（ｑ、２Ｈ）、２．１４（ｓ、３Ｈ）、１．５７〜１．５２（ｍ、２Ｈ）、１．３６（ｓ、９Ｈ）、１．２３〜１．２１（ｍ、１０Ｈ）。１３Ｃ  ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１７２．２、１５６．０、１４５．６、１４１．０、１３９．９、１３８．２、１２８．９、１２８．８、１２８．６、１２８．３、１２８．１、１１６．４、７７．７、７２．１、５３．１、３９．３、３０．５、２９．９、２９．０、２８．７、２６．７、２６．１、１２．３。Ｂｏｃ基の除去は、油状物を、過剰量のＴＦＡ（４ｍＬ）と共に３０ｍＬのジクロロメタンに溶解し、溶液を室温で一晩撹拌することにより達成した。翌日、４ｍＬの２Ｎ  ＮａＯＨを添加して、任意の残留量のＴＦＡと反応させた。２０ｍＬのジクロロメタンを粗溶液に添加し、３×２０ｍＬの水で抽出した。水層を収集し、容積を半分に低減した。炭酸カリウムの飽和溶液（４０ｍＬ）を、ＴＦＡ塩の溶液に添加し、室温で一晩撹拌した。その後、水相���ジクロロメタン（３×２５ｍＬ）で抽出した。その後、有機層を収集し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、その後、減圧下で濃縮して、１−アミノオクチル−３−ヒドロキシ−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンを茶色油状物（１．１ｇ）として、４９％の収率で得た（図１５Ｂのステップ３）。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ７．６０（ｄ、１Ｈ）、７．４６〜７．２５（ｍ、５Ｈ）、６．１４（ｄ、１Ｈ）、５．０２（ｓ、２Ｈ）、３．８４（ｔ、２Ｈ）、２．６〜２．４８（ｍ、２Ｈ）、２．１４（ｓ、３Ｈ）、１．６３〜１．４４（ｍ、２Ｈ）、１．４１〜１．０１（ｍ、１０Ｈ）（図１５Ｂのステップ３）。その後、油状物を、窒素雰囲気下で３０ｍＬのジクロロメタンに溶解し、溶液にＮａ２ＣＯ３（１．６ｇ）を添加し、得られた混合物を室温で３０分間撹拌した。溶液を０℃に冷却し、１０分後、塩化メタクリロイル（０．３ｍＬ）を１０分間かけて滴加した。得られた溶液をそのままにして室温に加温し、１時間撹拌した。その後、反応混合物を、ジクロロメタンおよび水の１．５：１溶液に注いた。溶液を、１Ｎ  ＨＣｌ（２×１０ｍＬ）および水（２×１０ｍＬ）で抽出した。有機層を収集し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧下で除去した。粗産物（０．９ｇ）を、さらなる精製を行わずに使用し、３７重量％のＨＣｌ（８ｍＬ）を残渣に添加し、得られた溶液を室温で一晩撹拌した。翌日、酸性水層を減圧下で除去し、単離された茶色油状物を、１０ｍＬの水に溶解し、１０％ＮａＨＣＯ３溶液を添加して、ｐＨ７を達成した。その後、水層をジクロロメタン（３×１０ｍＬ）で抽出し、有機層を収集し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥した。溶媒の除去は、３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドオクチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンが（図１５Ｂのステップ４）を、８２％収率の茶色油状物（０．５６ｇ）として明らかにした。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ７．８９（ｂｓ、１Ｈ）、７．５９（ｄ、１Ｈ）、７．１３（ｄ、１Ｈ）、５．６３〜５．５９（ｍ、１Ｈ）、５．３２〜５．２７（ｍ、１Ｈ）、３．９２（ｔ、２Ｈ）、３．０８（ｑ、２Ｈ）、２．２８（ｓ、３Ｈ）、１．８４（ｓ、３Ｈ）、１．６９〜１．５２（ｍ、２Ｈ）、１．４９〜１．３４（ｍ、２Ｈ）、１．３２〜１．１６（ｍ、１０Ｈ）。１３ＣＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１６８．７、１６７．８、１４５．８、１４０．６、１３８．１、１２９．６、１１９．１、１１０．９、５３．４、３０．７、２９．５、２９．１、２８．９、２６．８、２６．２、１９．２、１１．８。ＥＳＩ−ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋  Ｃ１８Ｈ２９Ｎ２Ｏ３の理論値：３２１．２２、測定値３２１．２３。
【０１９０】
構造ｂ・ＨＣｌ（図２Ｂ、経路Ｂ）を、メタクリル酸無水物およびエチレンジアミンを使用して生成した。同じ方法を採用し、より長鎖のアルカンジイルジアミンを使用して、対応する３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンに向けて、対応するＮ−（２−アミノ−Ｒ−）メタクリルアミドを生成した（図１５Ｃの基本手順）。３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドブチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンを合成するための代表的な例が、下記に示されている。
【０１９１】
Ｃ．３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドブチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンの合成（図１５Ｃの基本手順）。
１，４−ジアミノブタン（５．０ｇ、５７ｍｍｏｌ、２．０当量）を、５０ｍＬ水中の１，４−ジアミノブタン二塩酸塩（４．６ｇ、２８ｍｍｏｌ、１．０当量）溶液に添加した。室温で１．５時間撹拌した後、メタノール（５５ｍＬ）を添加し、混合物を０℃に冷却し、１５分間の温度平衡化を可能にした。メタノール（１５ｍＬ）に溶解したメタクリル酸無水物（１２．６ｍＬ、８５ｍｍｏｌ、３．０当量）を、冷却した溶液に１５分間かけて滴加した。メタクリル酸無水物の添加が完了した後、溶液温度を１時間０℃で維持した。３７重量％の塩酸（１０ｍＬ）を、冷却した溶液に添加し、１時間継続し、溶液が室温に加温されることを可能にした。溶媒を減圧下で除去して粗粘性生成物を得、その後粗粘性生成物をゆっくりとアセトン（４００ｍＬ）に送達した。沈殿物を、真空濾過により単離および収集し、その後、高温２−プロパノール（１５０ｍＬ）で抽出した。２−プロパノール抽出物を減圧下で濃縮し、最小限の量のアセトンを使用して、産物を沈殿させた。その後、それを真空濾過により単離および乾燥して、６ｇ（４８％収率）の産物を白色に近い粉末として得た。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ８．２６〜７．７９（ｍ、４Ｈ）、５．６６（ｂｓ、１Ｈ）、５．３１（ｂｓ、１Ｈ）３．１１（ｑ、２Ｈ）、２．８４〜２．６８（ｍ、２Ｈ）、１．８５（ｓ、３Ｈ）、１．６６〜１．３７（ｍ、４Ｈ）。１３ＣＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１６７．９、１４０．５、１１９．４、３８．９、３８．５、２６．５、２４．９、１９．２。Ｎ−（２−アミノブチル）メタクリルアミド二塩酸塩（５．５ｇ、２９ｍｍｏｌ）を、ＭｅＯＨ：Ｈ２Ｏ（１．５：１、７５ｍＬ）の溶液に溶解し、ＭｅＯＨ：Ｈ２Ｏ（１．５：１、７５ｍＬ）中の３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４Ｈ−ピラン−４−オン撹拌溶液に添加した。２８ｍＬの２Ｎ  ＮａＯＨでｐＨを１０に調整し、得られた溶液を８５℃で３時間加熱した。反応を冷却し、容積の半分を減圧下で除去した。５０ｍＬの水を溶液に添加し、その後、２０ｍＬの１Ｎ  ＨＣｌで溶液ｐＨを７に調整した。その後、水相をジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機層を収集し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、溶媒を減圧下で除去した。その後、粗粘性油状物を、カラムクロマトグラフィーで精製し、ＣＨＣｌ３中の１０％ＭｅＯＨ／１％ＮＥｔ３で溶出して、Ｎ−［２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）ブチル］メタクリルアミドを、６０％収率の茶色油状物（５．１ｇ）として単離した。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ７．９５（ｔ、１Ｈ）、７．６０（ｄ、２Ｈ）、７．４６〜７．２７（ｍ、５Ｈ）、６．１４（ｄ、２Ｈ）、５．６３（ｂｓ、１Ｈ）、５．３１（ｂｓ、１Ｈ）、３．８７（ｔ、２Ｈ）、３．１２（ｑ、２Ｈ）、２．１５（ｓ、３Ｈ）、１．８５（ｓ、３Ｈ）、１．６２〜１．５０（ｍ、２Ｈ）、１．４７〜１．３５（ｍ、２Ｈ）．１３Ｃ  ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１７２．２、１６７．９、１４５．７、１４１．０、１４０．５、１４１．０、１４０．５、１３９．９、１３８．２、１２８．９、１２８．６���１２８．３、１１９．３、１１６．４、７２．２、５２．９、３８．６、２８．０、２６．４、１９．２、１２．３。Ｎ−［２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）ブチル］メタクリルアミド（２．９ｇ）を、２１ｍＬの３７重量％ＨＣｌで処理し、得られた混合物を、室温で一晩撹拌した。水層を減圧下で除去し、茶色油状残渣を生成した。これに、３０ｍＬの水を添加し、２０ｍＬの１０％ＮａＨＣＯ３を使用して、溶液ｐＨを７に調整した。不溶性沈殿物を重力濾過により水層から除去した。その後、水層を減圧下で最小限の容積に低減し、産物３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドブチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンを溶液から沈殿させた。産物を収集し、５ｍＬの水で洗浄し、真空濾過で乾燥した。薄茶色固形物（１．１ｇ）を５２％収率で単離した。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ８．０３〜７．８９（ｍ、１Ｈ）、７．５７（ｄ、１Ｈ）、６．１１（ｄ、１Ｈ）、５．６２（ｂｓ、１Ｈ）、５．３１（ｂｓ、１Ｈ）、３．９３（ｔ、２Ｈ）、３．１３（ｑ、２Ｈ）、２．２８（ｓ、３Ｈ）、１．８４（ｓ、３Ｈ）、１．６８〜１．５４（ｍ、２Ｈ）、１．５０〜１．３７（ｍ、２Ｈ）。１３Ｃ  ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１６９．３、１６７．９、１４６．０、１３８．０、１２８．９、１１９．３、１１０．９、５２．９、３８．６、２８．２、２６．４、１９．１、１１．８。ＥＳＩ−ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋  Ｃ１４Ｈ２１Ｎ２Ｏ３の理論値：２６５．１６、測定値２６５．１５７０。
【０１９２】
Ｅ．Ｎ−（２−アミノ−Ｒ−）メタクリルアミド、Ｎ−［２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）−Ｒ］メタクリルアミド  ３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミド−Ｒ）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン（Ｒ＝プロピルまたはヘキシル）のＮＭＲ化学シフト。
Ｒ＝プロピル：
Ｎ−（２−アミノプロピル）メタクリルアミド。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ８．３７〜８．２０（ｍ、１Ｈ）、８．２０〜７．９８（ｍ、３Ｈ）、５．６８（ｂｓ、１Ｈ）、５．３１（ｂｓ、１Ｈ）、３．１６（ｑ、２Ｈ）、２．８１〜２．６７（ｍ、２Ｈ）、１．８３（ｓ、３Ｈ）、１．７９〜１．６９（ｍ、２Ｈ）。１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１６８．３、１４０．０、１１９．９、３７．１、３６．２、２７．５、１９．１。
Ｎ−［２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）プロピル］メタクリルアミド。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ７．９９（ｔ、１Ｈ）、７．６３（ｄ、１Ｈ）、７．４５〜７．２８（ｍ、５Ｈ）、６．１５（ｄ、１Ｈ）、５．６５（ｂｓ、１Ｈ）、５．３３（ｂｓ、１Ｈ）、５．０２（ｓ、２Ｈ）、３．８８（ｔ、２Ｈ）、３．１３（ｑ、２Ｈ）、２．１５（ｓ、３Ｈ）、１．８６（ｓ、３Ｈ）、１．８３〜１．７２（ｍ、２Ｈ）。１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１７２．３、１６８．２、１４５．９、１４０．９、１４０．４、１３９．９、１３８．２、１２８．９、１２８．７、１２８．３、１１９．５、１１６．５、７２．２、５１．１、３６．４、３０．５、１９．１、１２．２。ＥＳＩ−ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋  Ｃ２０Ｈ２５Ｎ２Ｏ３の理論値：３４１．１９、測定値３４１．１８６８。
３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドプロピル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ８．１９〜８．１０（ｍ、１Ｈ）、７．６４（ｄ、１Ｈ）、６．１１（ｄ、１Ｈ）、５．６８（ｂｓ、１Ｈ）、５．３３（ｂｓ、１Ｈ）、３．９５（ｔ、２Ｈ）、３．１５（ｑ、２Ｈ）、２．２７（ｓ、３Ｈ）、１．８６（ｓ、３Ｈ）、１．８５〜１．７５（ｍ、２Ｈ）。１３Ｃ｛１Ｈ｝（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）１６９．３、１６８．２、１４６．０、１４０．３、１３８．１、１２８．８、１１９．６、１１０．９、５１．２、３６．４、３０．６、１９．１、１１．７。ＥＳＩ−ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋  Ｃ１３Ｈ１９Ｎ２Ｏ３の理論値：２５１．１４、測定値２５１．１４００。
Ｒ＝ヘキシル：
Ｎ−（２−アミノヘキシル）メタクリルアミド。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ８．２８〜８．０３（ｍ、３Ｈ）、８．０２〜７．９０（ｍ、１Ｈ）、５．６４（ｂｓ、１Ｈ）、５．２９（ｂｓ、１Ｈ）、３．０９（ｑ、２Ｈ）、２．７９〜２．６７（ｍ、２Ｈ）、１．８４（ｓ、３Ｈ）、１．６２〜１．４９（ｍ、２Ｈ）、１．４９〜１．３７（ｍ、２Ｈ）、１．３６〜１．１８（ｍ、４Ｈ）。１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１６７．８、１４０．５、１１９．２、３９．１、３９．０、２９．３、２７．３、２６．４、２６．０。
Ｎ−［２−（３−（ベンジルオキシ）−２−メチル−４−オキソピリジン−１（４Ｈ）−イル）ヘキシル］メタクリルアミド。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ７．９１（ｔ、１Ｈ）、７．５９（ｄ、１Ｈ）、７．４４〜７．２７（ｍ、５Ｈ）、６．１５（ｄ、１Ｈ）、５．６３（ｂｓ、１Ｈ）、５．２９（ｂｓ、１Ｈ）、５．０３（ｓ、２Ｈ）、３．８４（ｔ、２Ｈ）、３．０９（ｑ、２Ｈ）、２．１４（ｓ、３Ｈ）、１．８４（ｓ、３Ｈ）、１．６１〜１．４９（ｍ、２Ｈ）、１．４７〜１．３７（ｍ、２Ｈ）、１．３１〜１．１５（ｍ、４Ｈ）。１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１７２．２９、１６７．８５、１４５．７６、１４１．１、１４０．６、１３９．９、１３８．２、１２８．９、１２８．６、１２８．３、１１９．２、１１６．４、７２．２、５３．２、３０．５、２９．４、２６．５、１９．２、１２．３。
３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドヘキシル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノン。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ７．８８（ｍ、１Ｈ）、７．５６（ｄ、１Ｈ）、６．１０（ｄ、１Ｈ）、５．６２（ｂｓ、１Ｈ）、５．３０（ｂｓ、１Ｈ）、３．９１（ｔ、２Ｈ）、３．０８（ｑ、２Ｈ）、２．２８（ｓ、３Ｈ）、１．８４（ｓ、３Ｈ）、１．６８〜１．５６（ｍ、２Ｈ）、１．４９〜１．３６（ｍ、２Ｈ）、１．３４〜１．１９（ｍ、４Ｈ）。１３Ｃ｛１Ｈ｝ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ１６９．３、１６７．８、１４９．９、１４０．６、１３８．０、１２８．８、１１９．１、１１０．９、５３．２、３０．７、２９．４、２６．５、２５．９、１９．２、１１．８．ＥＳＩ−ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］＋  Ｃ１６Ｈ２５Ｎ２Ｏ３の理論値：２９３．１９、測定値２９３．１８６９。
【０１９３】
実施例１７：３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドブチル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンおよび３−ヒドロキシ−１−（β−メタクリルアミドヘキシル）−２−メチル−４（１Ｈ）−ピリジノンから形成されたコポリマーの微生物活性。
各同族体では、鉄の存在下で赤色が検出された。これは、各同族体が金属結合親和性を保持することを示した。ブチルおよびヘキシルアルカンジイルジアミンに由来する化合物Ｉ関連同族体を、４０〜５０℃の反応温度範囲を使用して、実施例１２Ａに記載されている最適化条件でＮＶＰと共重合させた。化合物（Ｉ）関連コポリマーを、最適化条件（実施例１２Ａ）に従って合成した化合物（ＩＩ）（ＭＡＨＭＰ）を含むコポリマーと共に、スタフィロコッカス・アウレウスおよびカンジダ・アルビカンス増殖の阻害活性について、微量希釈ブロスアッセイにより試験した。ブチルおよびヘキシル化合物（Ｉ）関連同族体のコポリマー（エントリー３および４）は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中の化合物（ＩＩ）コポリマー（エントリー２）と同等の活性を示した。これにより、モノマー鎖長を変化させても、微生物活性を阻害しないことが示された。
【０１９４】
【表１３】
2019526671.tif 000038
【０１９５】
キレート組成物、調製方法、および使用の種々の実施形態を記載した。上述の実施形態は、例であることが意図されており、当業者であれば、本教示の趣旨および範囲から逸脱することなく、それらに変更および改変をなすことができる。
【図１】
2019526671.tif 000054
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019526671.tif 000060
【図７】
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【図８】
2019526671.tif 000062
【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
2019526671.tif 000066
【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【国際調査報告】
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